EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR SKRIPSI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Farmasi

Oleh: Yolanda Tyas Prameswari NIM: 138114164

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017


HALAMAN JUDUL EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Farmasi

Oleh: Yolanda Tyas Prameswari NIM: 138114164

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017

i




HALAMAN PERSEMBAHAN “Do or do not there is no try” – Master Yoda “When you want something, all the universe compires in helping you to achieve it” – Paulo Coelho (The Alchemist)

Lala persembahkan skripsi ini untuk Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria dan semua orang kudus yang selalu memberkati dan membimbing disetiap langkah hidup Lala. Papa, Mama, Kakak Nino, Dedek Gaby yang selalu mendukung dan memberikan semagat berlimpah kepada Lala. Agnes Hoki, Jessica Atin, Brigitta Yulia, Johan Limanjaya, Koming Hayong yang tak pernah bosan menjadi kawan-kawan Lala yang hebat Teman-teman yang selalu mendukung, memberikan semangat dan yang selalu ada untuk Lala dalam keadaan apapun. May the force be with you!

iv




PRAKATA Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, rahmat, dan karunia yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR” sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana Farmasi (S.Farm.) Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penyelesaian skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis hendak mengucapkan terimakasih kepada: 1. Dekan Fakultas Farmasi Sanata Dharma 2. Bapak Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt., selaku dosen pembimbing utama atas segala kesabaran dan waktu yang telah diberikan untuk memberi masukan, bimbingan, dukungan, saran, dan motivasi kepada penulis dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini. 3. Bapak Maywan Hariono, Ph.D., Apt. dan Bapak Florentinus Dika Octa Riswanto, M.Sc., selaku dosen penguji skripsi yang telah banyak memberi ide, saran, dan masukkan yang membangun untuk penelitian ini. 4. Papa, Mama, Nino, Gaby yang selalu memberikan motivasi, dukungan, semangat dan kekuatan bagi penulis serta senantiasa mendoakan dan mengingatkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 5. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian Matrix Metalloproteinase 9: Catharina Rency Anggita Siena, Donny Suparto, FX Nyoman Indra Putra Nugraha atas kebersamaan, kerja sama, bantuan, dan semangat selama penelitian ini berlangsung. 6. Angkatan 2013, FSM D dan FST yang telah menjadi teman, rekan sejawat dan keluarga selama 4 tahun terakhir ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, maka penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang membangun sehingga bisa membuat karya yang lebih baik. Penulis mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan yang terdapat dalam skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Yogyakarta, 2 Januari 2016

Penulis

vii


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................................... i PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................... ii PENGESAHAN SKRIPSI BERJUDUL ..................................................... iii HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................... vi PRAKATA .................................................................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................................... viii DAFTAR TABEL ....................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .................................................................................. x DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi ABSTRAK .................................................................................................. xii ABSTRACT ................................................................................................ xiii PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 METODE PENELITIAN ............................................................................ 2 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 3 KESIMPULAN ........................................................................................... 7 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 8 LAMPIRAN ................................................................................................ 10 BIOGRAFI PENULIS ................................................................................ 16

viii


DAFTAR TABEL Tabel I.

Jumlah Pose dan Median tiap Klaster .................................. 5

Tabel II.

Jarak Interaksi Ligan dengan Residu Kantung Ikatan MMP-9 yang Dihasilkan pada tiap Pose............................................ 6

ix


DAFTAR GAMBAR Gambar 1.

Gambar 2D dan Gambar 3D Ligan asli dan ligan referensi . 4

Gambar 2.

Histogram jumlah pose tiap klaster ...................................... 4

Gambar 3.

Pose ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9 ...... 5

x


DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1.

Script yang digunakan untuk preparasi ligan CC27 .............. 11

Lampiran 2.

Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan CC27 12

Lampiran 3.

Script yang digunakan untuk membuat daftar 1000 pose terbaik .................................................................. 13

Lampiran 4.

Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb ......... 14

Lampiran 5.

Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD ........ 15

xi


EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR Yolanda Tyas Prameswari Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, Indonesia

ABSTRAK Diabetic foot ulcer (DFU) merupakan luka kronis pada kaki yang dialami oleh para penderita diabetes mellitus (DM) sebagai komplikasi dari DM. Pada DFU, diketahui aktivitas MMP-9 meningkat sehingga menyebabkan degradasi matriks ekstraseluler menjadi tidak terkendali. Intervensi terhadap MMP-9 menjadi salah satu target dalam penemuan obat untuk penyembuhan luka pada DFU karena terbukti berperan dalam fase penyembuhan luka. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kapabilitas dan validitas 4H3X yang terkristal pada MMP-9 sehingga dapat digunakan sebagai target virtual pada penapisan virtual berbasis struktur berdasarkan kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligand CC27, mengetahui pose CC27 dalam kantung ikatan MMP-9 dan RMSD yang dihasilkan setelah dilakukan penambatan ulang. Kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligan CC27 diuji dengan protokol yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Analisis hasil dilakukan dengan visualisasi dan pengukuran RMSD menggunakan PyMOL. Dari hasil penelitian ini didapatkan RMSD yang lebih besar secara statistik dari 2,0 Å dengan taraf kepercayaan 95%, sehingga struktur kristal 4H3X, tidak dapat digunakan sebagai target virtual berbasis struktur berdasarkan kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligan CC27 dengan menggunakan perangkat lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Kata kunci: diabetic foot ulcer, 4H3X, MMP-9, penyembuhan luka, penambatan ulang

xii


ABSTRACT

Diabetic foot ulcer (DFU) is a chronic wound occurs in foot of patients with diabetes mellitus (DM) as a complication of diabetes. In DFU, it is known that the activity of MMP-9 causing increased degradation of extracellular matrix in an uncontrolled manner so that delays the wound healing process. This study aimed to evaluate the capability and validity of 4H3X co-crystalized with MMP-9 can be used as one of structure based virtual screening on its ability to be re-docked by ligand CC27, to evaluate the pose of CC27 in the binding site of MMP-9 and its RMSD. The ability of the CC27 was evaluated using protocols that have been developed by Anita et al. (2012). Analysis of the results is done using PyMOL and R statistical software which performing one sample t-test with 95% of confidence level to determine RMSD should not be greater than 2.0 Å. The results of this study shows that the crystal structure 4H3X is unsuitable used as the virtual target on structure based virtual screening based on the ability of re-docking by co-crystal ligand CC27 using PLANTS 1.2 as molecular docking software and configuration that have been developed by Anita et al (2012). Keywords: diabetic foot ulcer, 4WZV, MMP-9, wound healing, re-docking

xiii


Pendahuluan Diabetes Mellitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai dengan hiperglikemia akibat cacat pada sekresi insulin (America Diabetes Association, 2013). Dari seluruh kematian akibat DM di dunia, 70 % kematian terjadi di negara-negara berkembang termasuk Indonesia (World Health Organization, 2014). Salah satu komplikasi DM yang sering terjadi adalah Diabetic foot ulcer (DFU). Definisi dari DFU adalah luka, atau ulkus, kronis yang terjadi pada kaki dan sangat berdampak pada kualitas hidup penderita diabetes (Brownrrig et al., 2012). Prevalensi DFU di Indonesia mencapai 7,3% - 24% dari keseluruhan penderita diabetes (Yusuf et al., 2016). Ulkus pada kaki tersebut terjadi akibat gangguan re-epitalisasi pada saat penyembuhan luka, hal ini dikarenakan aktivitas berlebihan dari matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) (Mohan et al., 2002). MMP-9 termasuk di dalam sub-famili matrix metalloproteinases (MMPs) yang merupakan protein endopeptidase zinc-dependent yang dapat mendegradasi semua komponen matriks ekstraseluler (ECM) yang terbentuk pada saat penyembuhan luka (Lobmann et al., 2002). Peningkatan kadar MMP-9 pada ulkus kronis menunda proses penyembuhan luka dengan mendegradasi ECM secara tak terkendali. Hal ini menjadi bukti bahwa MMP-9 berperan dalam DFU (Sam and Krishnan, 2015). Karenanya intervensi enzim proteolitik menjadi sasaran dalam penemuan obat untuk penyembuhan luka karena terbukti bahwa protein tersebut berperan dalam fase penyembuhan luka seperti inflamasi dan reepitalisasi (Gill and Parks, 2007). Oleh karena itu, dengan penghambatan aktivitas MMP-9 yang berlebihan diharapkan dapat mempercepat proses penyembuhan luka bagi penderita DFU. Salah satu cara mengintervensi MMP-9 adalah dengan menginhibisi aktivitas MMP-9. Syarat ligan untuk menjadi inhibitor MMP-9 adalah memiliki Zinc Binding-Group (ZBG) dan interaksi non-kovalen antara inhibitor dengan rantai samping enzim, seperti ikatan hidrogen atau ikatan van der Waals. Tipikal ZBG di antaranya adalah asam karboksilat, asam hidroksamat, dan gugus sulfihidril. Urutan afinitas terhadap Zn dalam penghambatan MMP-9 adalah hidroksamat > sulfihidril > fosfinat > karboksilat (Hu et al., 2007). Ligan CC27 (N-2-(biphenyl-4-ylsufonyl)-N-2-(isopropyloxy)-acetohydroxamic acid) adalah salah satu contoh senyawa hidroksamat yang dapat menghambat aktivitas MMP-9 dan berhasil dikristalkan menjadi 4H3X dengan nilai resolusi sebesar 1,76 Å (Antoni et al., 2013). 1


Akan tetapi belum diketahui kemampuan struktur kristal 4H3X sebagai target virtual enzim MMP-9 pada PVBS sehingga pada penelitian ini dilakukan evaluasi kemampuan penambatan ulang ligan CC27 terhadap protein MMP-9 menggunakan konfigurasi software PLANTS yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012) untuk mengetahui nilai RMSD (Root Mean Square Distance) yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan visualisasi pose menggunakan perangkat lunak PyMOL untuk mengetahui pose ligan CC27 di dalam kantung ikatan MMP-9.

Metode Penelitian Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah konfigurasi PLANTS dari Anita et al. (2012), struktur ko-kristal MMP-9 (4H3X, RCSB), SPORES (Brink and Exner 2009) untuk menyiapkan senyawa yang akan ditambatkan ke PLANTS 1.2 (Korb et al. 2009), docking software PLANTS 1.2 untuk melakukan simulasi penambatan ulang molekuler dan didapatkan skor ChemPLP, PyMOL 1.8.2 untuk menghasilkan gambar molekuler dan menghitung nilai RMSD, dan R statistical software 3.3.0 untuk analisis statistik. Dan alat yang digunakan adalah server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dengan nomor alamat IP 103.247.10.66 (pharcomp.web.id), Acer One 14 Z1402-38GR dengan spesifikasi: prosesor Intel Core i3 5005U @2,0GHz, RAM 2,00 GB, 64-bit Operating System, Linux Ubuntu 16.04.

Prosedur Berdasarkan inspeksi visual pada ko-kristal ligan CC27 pada kantung ikatan MMP-9 dengan menggunakan PyMOL 1.8.2, terdapat dua rantai, A dan B, kemudian dipisahkan dan hanya diambil rantai A. Kemudian dilakukan preparasi ligan dan protein menggunakan perangkat lunak SPORES dan menghasilkan luaran ligand.mol2 dan protein.mol2. Ligand.mol2

diubah

ligand_input_babel.mol2

menjadi

ligand_input.smi

kemudian

generalisasikan

menjadi

menggunakan Babel. File ligand_input_babel.mol2 direprot

menggunakan SPORES menghasilkan luaran ligand_input.mol2. Hasil luaran dari preparasi SPORES berupa ligand_input.mol2 ditambatkan dengan protein.mol2 menggunakan perangkat lunak PLANTS 1.2 (Korb et al. 2007) pada server dengan konfigurasi yang mengacu pada Anita et al. (2012). Setiap kali penambatan (1 run) dilakukan lima kali iterasi 2


penambatan molekuler. Luaran dari setiap run adalah lima pose berupa skor ChemPLP yang kemudian diambil satu pose dengan nilai ChemPLP terbaik. Dilakukan 1000 kali run sehingga diperoleh data 1000 pose terbaik dari masing masing run. Seribu pose terbaik dari masing-masing run berupa file .mol2, file ligand_input.mol2 dan ligand.mol2 dikonversi menggunakan Babel menjadi file .pdb dan dihilangkan atom hidrogen. Lalu dilakukan penyesuaian koordinat atom-atom pada ligand_input.pdb dengan koordinat atom-atom pada ligand.pdb. Nama file ligand_input.pdb diubah menjadi ref.pdb. Selanjutnya hasil penambatan berupa 1000 pose dengan skor ChemPLP terbaik dihitung nilai RMSD menggunakan perangkat lunak PyMOL 1.8.2. Perhitungan antara ref.pdb dengan file 1000 pose .pdb. Kemudian dilakukan pengelompokan pose sesuai hasil RMSD, dari setiap klaster diambil pose dengan nilai median untuk kemudian divisualisasikan. Visualisasi pose dilakukan untuk melihat interaksi antara ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9. Perangkat lunak PyMOL 1.8.2 digunakan untuk memvisualisasikan interaksi ligan referensi, pose median masing-masing klaster dengan residu pada kantung ikatan MMP-9. Data nilai RMSD yang didapat melalui perangkat lunak PyMOL 1.8.2 diuji statistik dengan metode one sample t-test untuk mengetahui RMSD yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å menggunakan R statistical software 3.3.0. Apabila nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å, maka ko-kristal ligan CC27 dapat diterima sebagai target virtual MMP-9.

Hasil dan Pembahasan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kapabilitas dan validitas kristal 4H3X sebagai target virtual enzim MMP-9 pada penapisan virtual berbasis struktur menggunakan konfigurasi PLANTS yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Faktor yang menentukan ligan dan protein dapat diterima sebagai protokol penapisan virtual berbasis struktur apabila dapat menghasilkan mode ikatan yang reprodusibel (Verdonk et al., 2004). Perangkat lunak SPORES menghasilkan luaran berupa ligand_10B306_0.mol2, protein.mol2, dan water.mol2. Ligand_10B306_0.mol2 kemudian diubah dan di-generate3D menjadi ligan_input.mol2 yang selanjutnya ditambatkan dengan protein.mol2 menggunakan perangkat lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Sebelum dilakukan perhitungan RMSD dilakukan penyesuaian koordinat atom antara ligan asli (ligand_10B306_0.pdb) dengan ligan referensi (ligand_input.pdb) (Gambar 1). 3


a.

b.

Gambar 1. (a) Gambar 2D dan (b) Gambar 3D Ligan asli dan ligan referensi

Hasil data RMSD dari seribu pose terbaik dibagi menjadi 2 klaster, klaster pertama dengan nilai RMSD lebih kecil dari atau sama dengan 2,0 Å dan klaster kedua dengan nilai RMSD lebih besar dari 2,0 Å. Nilai RMSD terendah dari seribu pose terbaik tersebut adalah 1,156 Å dan nilai tertinggi 4,523 Å. Sebaran nilai RMSD masing-masing klaster ditampilkan dalam sebuah histogram (Gambar 2). Kemudian dari masing-masing klaster dipilih satu pose pada median sebagai pose representatif yang digunakan untuk visualisasi pose dengan perangkat lunak PyMOL 1.8.2 (Tabel 1).

900 778

800

Jumlah Pose

700 600 500 400 300

222

200 100 0 ≤2.0

>2.0

Nilai RMSD Gambar 2. Histogram jumlah pose setiap klaster

4


Tabel I. Jumlah Pose dan Median setiap Klaster

Jumlah Pose Median

Klaster 1

Klaster 2

222

778

1,560 Å

4,270 Å

(pose ke 152)

(pose ke 109)

Hasil visualisasi menggambarkan interaksi ligan CC27 dengan residu yang terdapat di kantung ikatan MMP-9. Pose yang divisualisasikan yaitu pose ligan referensi (Ref), median klaster pertama (K1), median klaster kedua (K2) dengan residu pada kantung ikatan MMP-9. Ligan referensi ditunjukkan oleh struktur berwana grey. Ligan K1 ditunjukkan oleh struktur berwana magenta. Ligan K2 ditunjukkan oleh struktur berwana oranye. Interaksi ligan dengan residu pada kantung ikatan ditunjukkan garis putus-putus berwarna hitam (Gambar 3).

a.

b.

c. Gambar 3. Pose ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9 (a. Interaksi ligan referensi di dalam kantung ikatan MMP-9; b. Interaksi ligan K1 di dalam kantung ikatan MMP-9; c. Interaksi ligan K2 di dalam kantung ikatan MMP-9)

5


Tabel II. Jarak Interaksi Ligan dengan Residu Kantung Ikatan MMP-9 yang Dihasilkan pada setiap Pose Ref

K1

K2

Glu227-OH

2,5 Å

-

-

Ala 189-CO

3,0 Å

-

-

Leu 188-NH

2,7 Å

2,5 Å

-

Zn2+

2,0 Å

2,5 Å

-

Protokol penapisan virtual berbasis struktur bisa diterima apabila menghasilkan nilai RMSD ≤ 2,0 Å sebanyak 95% (Marcou and Rognan, 2007). Berdasarkan nilai RMSD hasil dari penambatan ulang, struktur kristal 4H3X tidak dapat diterima sebagai target PVBS karena tidak dapat menghasilkan nilai RMSD ≤ 2,0 Å sebanyak 95% atau lebih. Hasil analisis berdasarkan konfigurasi PLANTS yang dikembangkan oleh Anita et al. (2012), menunjukan bahwa dari seribu kali penambatan ulang dengan lima kali iterasi didapatkan sebanyak 222 pose yang memiliki nilai RMSD lebih kecil dari atau sama dengan 2,0 Å (22,2%) dan 778 pose memiliki RMSD lebih besar dari 2,0 Å (77,8%). Dari hasil visualisasi terlihat bahwa terdapat beberapa ikatan penting yang berupa ikatan hidrogen dan ikatan kompleks antara ligan dengan protein MMP-9. Pada visualisasi antara ref dan protein, terdapat 4 ikatan penting yaitu ikatan hidrogen dengan GLU227, LEU188, ALA189 dan ikatan kompleks dengan Zn2+. Pada visualisasi antara K1 dan protein, ikatan dengan GLU227 dan ALA189 tidak ada. Pada visualisasi K2 dan protein, tidak terdapat satu pun ikatan penting. Hal ini mungkin terjadi karena lebih kuatnya ikatan hidrogen antara O pada ligan dengan residu TYR245 selain itu terjadi pula sedikit pergeseran cincin bifenil akibat interaksi elektrostatik antara cincin aromatik dari bifenil dengan residu HIS226 (kation dan cincin aromatis) dan TYR245 (edge to face). Uji statistik one sample t-test dilakukan pada seribu data RMSD dari hasil run untuk mengetahui RMSD yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å menggunakan R statistical software 3.3.0. Nilai p-value yang dihasilkan sebesar 2,2 x 10-16 sehingga dapat disimpulkan bahwa RMSD dari 1000 pose hasil penambatan ulang lebih besar secara statistik dari 2,0 Å dalam taraf kepercayaan 95%.

6


Kesimpulan Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa RMSD yang didapatkan setelah dilakukan penambatan ulang oleh ligan CC27 lebih besar dari 2,0 Å sehingga dapat disimpulkan bahwa struktur kristal 4H3X tidak sesuai sebagai target virtual enzim MMP-9 berdasarkan kemampuan penambatan ulang ligan CC27 dengan menggunakan perangkat lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Saran untuk penelitian ini adalah perlu dilakukan modifikasi konfigurasi PLANTS oleh Anita et al. (2012) untuk mempertahankan interaksi penting yang teridentifikasi pada penelitian ini. .

7


DAFTAR PUSTAKA

American Diabetes Association, 2013. Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care, 36 (Suppl. 1), 57-74. Anita, Y., Radifar, M., Kardono, L.B.S., Hanafi, M., and Istyastono, E.P., 2013. StructureBased Design of Eugenol Analogs as Potential Estrogen Receptor Antagonists. Bioinformation, 8 (19), 901-906. Antoni, C., Vera, L., Devel, L., Catalani, M.P., Czarny, B., Lajeunesse, E.C., Nuti, E., Rossello, A., Dive, V., and Stura, E. A., 2013. Crystallization of Bi-Functional Ligand Protein Complexes. Journals of Structural Biology, 182, 246-254. Brownrrig, J.R.W., Davey,J., Holt, P.J., Davis, W.A., Thompson, M.M., Ray, K.K., and Hinchliffe, R.J., 2012. The association of ulceration of the foot with cardiovascular and all-cause mortality in patients with diabetes: a meta-analysis. Diabetologia, 55, 29062912. Gill, S.E. and W.C. Parks, 2008. Metalloproteinases and their inhibitors: regulators of wound healing. International Journal Biochemistry Cell Biology, 40(6), 1334-1347. Guariguata, L., Whiting, D.R., Hambleton, I., Beagley, J., Linnekamp, U. and Shaw J.E., 2014. Global Estimates of Diabetes Prevalence for 2013 and Projections for 2035. Diabetes Research and Clinical Practice, 103, 137-149. Hamed, S., Bennett, C.L., Demiot, C., Ullmann, Y., Teot, L., and Desmoulière, A., Erythropoietin, 2014. A Novel Repurposed Drug: An Innovative Treatment for Wound Healing in Patients with Diabetes Mellitus. Wound Repair and Regeneration, 22, 23-33. Holt, R. I. G. Cockram, C., Flyvbjerg, A., and Goldstein, B. J., 2010. Textbook of Diabetes 4th edition. Oxford: Willey Blackwell. pp. 427-430, 599, 615-620, 729. Hu, J., Van den Steen, P.E., Sang, Q-X.A., and Opdenakker, G., 2007. Matrix metalloproteinase inhibitors as therapy for inflammatory and vascular diseases. Nature Reviews Drug Discovery, 6(6), 480-498. Ince, P., Game, F.L, and Jeffcoate, W.J., 2007. Rate of Healing of Neuropathic Ulcers of the Foot in Diabetes and Its Relationship to Ulcer Duration and Ulcer Area. Diabetes Care, 30 (3), 660-663. Kontogiorgis, C.A., Papaioannou, P., and Hadjipavlou-Litina, D.J., 2005. Matrix metalloproteinase inhibitors: a review on pharmacophore mapping and (Q) SARs results. Current Medicinal Chemistry, 12(3), 339-355. Korb, O., Stutzle T., and Exner, T.E., 2007. An ant colony optimization approach to flexible protein-ligand docking. Swarm Intelligence, 1, 115-134. Korb, O., Stutzle, T., and Exner, T.E., 2009. Empirical Scoring Function for Advanced Protein-ligand Docking with PLANTS, Journal of Chemical Information and Modeling, 49 (1), 84-98. Kroemer, R.T., 2007. Structure-based drug design: docking and scoring. Current Protein and Peptide Science, 8 (4), 312–328. Lobmann, R., Ambrosch, A., Schultz, G., Waldmann, K., Schiweck, S., and Lehnert, H., 2002. Expression of Matrix-Metalloproteinases and Their Inhibitors in The Wounds of Diabetic and Non-Diabetic Patients. Diabetologia, 45, 1011-1016.

8


Marcou, G., and Rognan, D., 2007. Optimizing fragment and scaffold docking by use of molecular interaction fingerprints. Journal of Chemical Information and Modeling, 47 (1), 195–207. Mohan, R., Chintala, S. K., Jung, J. C., Villar, W. V. L., McCabe, F., Russo, L. A., Lee, Y., McCarthy, B. E., Wollenberg, K. R., Jester, J. V., Wang, M., Welgus, H. G., Shipley, J. M., Senior, R. M., and Fini, M. E., 2002. Matrix Metalloproteinase Gelatinase B (MMP9) Coordinates and Effects Epithelial Regeneration. The Journals of Biological Chemistry, 277, 2065-2072. McLennan, S.V., Min, D., and Yue, D.K., 2008. Matrix Metalloproteinases and Their Roles in Poor Wound Healing in Diabetes. Wound Practice and Research, 16 (3), 116-121. R Development Core Team, 2013. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R foundation for Statistical Computing, Vienna. Radifar, M., Yuniarti, N., and Istyastono, E.P., 2013. PyPLIF- Assisted Redocking Indomethacin-(R)-Alpha-Ethyl-Ethanolamide into Cyclooxygnase-1. Indonesian Journal of Chemistry, 3, 283-286. Radifar, M., Yuniarti, N., and Istyastono, E.P., 2013. PyPLIF: Python-based Protein-Ligand Interaction Fingerprinting. Bioinfomation, 9 (6), 325-328. Sam, J.S., and Khrisnan, B., 2015. Study on matrix metalloproteinases in diabetic foot ulcer disease. Journal of Biomedical Pharmaceutical Research, 4(3), 546-553. Shaw, J.E., Sicree, R.A. and Zimmet, P.Z., 2010. Global Estimates of the Prevalence of diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Research and Clinical Practice, 87, 4-14. Singh, N., Armstrong, D. G., and Lipsky, B. A., 2005. Preventing Foot Ulcers in Patients with Diabetes. American Medical Association, 293(2), 217-228. Singh, S., Pai, D.R., and Yuhhui, C., 2013. Diabetic foot ulcer–diagnosis and management. Clinical Research on Foot and Ankle, 1(120), 1-9. Schaper, N. C., 2004. Diabetic foot ulcer classification system for research purposes: a progress report on criteria for including patients in research studies. Diabetes Metabolism Research and Review, 20(1), 90–95. Sousa, S. F., Ribeiro, A. J. M., Coimbra, J. T. S., Neves, R. P. P., Martins, S. A., Moorthy, N. S. H. N., Fernandes, P. A., and Ramos, M. J., 2013. Protein-Ligand Docking in the New Millennium – A Retrospective Of 10 Years in the Field, Current Medicinal Chemistry, 20, 2296 – 2314. Yusuf, S., Okuwa, M., Irwan, M., Rassa, S., Laitung, B., Thalib, A., Kasim, S., Sanada, H., Nakatani1, T., and Sugama, J., 2016. Prevalence and Risk Factor of Diabetic Foot Ulcers in a Regional Hospital, Eastern Indonesia. Open Journal of Nursing, 6, 1-10.

9


LAMPIRAN

10


Lampiran 1. Script yang digunakan untuk preparasi ligan CC27 > wget https://files.rcsb.org/download/4H3X.pdb.gz > gunzip 4H3X.pdb.gz > 4H3X.pdb grep “ A “ > /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode splitpdb 4H3X.pdb > /home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2 --mode bind ligand_N7301_0.mol2 5 protein.mol2 > cp /home/enade/program/master_ER/Bioinformation_Anita2012_ERANT/validated/WAT/VS/plants.config . > grep -EV bindingsite_plants.config | grep -Ev water > plants.config.tmp > cat plants.config.tmp bindingsite.def > plants.config > mv ligand.mol2 ligand_input.mol2 > babel -imol2 ligand_input.mol2 -osmi ligand_input.smi > babel --gen3d -ismi ligand_input.smi -omol2 ligand_input_babel.mol2 > /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode reprot ligand_input_babel.mol2 ligand_input.mol2

11


Lampiran 2. Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan CC27

File plants.config # scoring function and search settings scoring_function chemplp search_speed speed2 # input protein_file protein.mol2 ligand_file ligand_input.mol2 # output output_dir results # write single mol2 files (e.g., for RMSD calculation) write_multi_mol2 0 # cluster algorithm cluster_structures 50 cluster_rmsd 1.0 # binding site definition bindingsite_center 10.4757 7.3076 8.8246 bindingsite_radius 11.5332 File file.sh #!/bin/sh alias plants='/home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2' mkdir /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru mkdir /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9 cd /home/yolandatyas/pilot/dokingbaru/ for i in $(seq 1 100); do mkdir /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i cd /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i/ for j in $(seq 1 5); do mkdir dock_$j cd dock_$j/ cp /home/yolandatyas/pilot/plants.config . cp /home/yolandatyas/pilot/protein.mol2 . cp /home/yolandatyas/pilot/ligand_input.mol2 . plants --mode screen plants.config rm plants.config protein.mol2 ligand_input.mol2 cd ../ done cd ../../ done

12


Lampiran 3. Script yang digunakan untuk membuat daftar 1000 pose terbaik > for j in $(seq 1 1000); do for i in $(seq 1 5); do echo "$i `cat /home/yolandatyasp/skripsi/datadocking1000/mmp9/replikasi_ $j/dock_$i/results/bestranking.csv`,$i"; done | grep -Ev TOTAL_SCORE | sort -t, -k2n | head -1 | awk -F, '{print $12}'; done > best1000.lst

13


Lampiran 4. Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb > best1000=($(cat best1000.lst )) > n=${#best1000[@]} > for ((j=0; j<=$n; j++)); do echo"cp/home/yolandatyasp/skripsi/datadocking1000/mmp9/rep likasi_$[j+1]/dock_${best1000[$j]}/results/4H3X_ligand_0_e ntry_00001_conf_01.mol2 replikasi_$[j+1].${best1000[$j]}.mol2"; done > copy1000.sh > chmod u+x copy1000.sh > ./copy1000.sh > babel -d -imol2 *.mol2-opdb../best/bestpdb/replikasi_*.pdb

14


Lampiran 5. Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD > mkdir rmsd.pilot > cd rmsd.pilot > ls ../best/bestpdb/ | grep replikasi | sort -t_ -k2,2n > hasil.pdb.all > cp ../best/bestpdb/ligand_ref.pdb ref.pdb > gedit all.rmsd.sh & #!/bin/sh for i in $(cat hasil.pdb.all); do cp ../best/bestpdb/$i res.pdb pymol -c rmsd.pml | grep RMS | awk '{print $4}' > $i.rmsd done rm res.pdb > gedit rmsd.pml & load ref.pdb load res.pdb rms_cur ref,res quit > chmod u+x all.rmsd.sh > ./all.rmsd.sh > for i in $(cat hasil.pdb.all); do (menampilkan 1000 rmsd) > for i in $(cat hasil.pdb.all); do sort -n > for i in $(cat hasil.pdb.all); do awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}' > for i in $(cat hasil.pdb.all); do awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}' | > for i in $(cat hasil.pdb.all); do rmsdhistoori.csv > for i in $(cat hasil.pdb.all); do sort -n > rmsdhisto.csv

15

cat $i.rmsd; done cat $i.rmsd; done | cat $i.rmsd; done | cat $i.rmsd; done | wc -l cat $i.rmsd; done > cat $i.rmsd; done |


BIOGRAFI PENULIS Penulis skripsi berjudul “Evaluasi Struktur Kristal 4H3X sebagai Target Virtual Enzim Matrix Metalloproteinase 9 pada Penapisan Virtual Berbasis Struktur” bernama Yolanda Tyas Prameswari. Lahir di Magelang pada tanggal 2 Maret 1997 dari pasangan Y. Sustya Budi dan Yovita Suprapti sebagai anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis menempuh pendidikan formal yang dimulai dari TK Pangudi Luhur Muntilan (2000-2002), SD Pangudi Luhur St. Ignatius Muntilan (20022008), SMP N 1 Muntilan (2008-2010), SMA Pangudi Luhur van Lith Muntilan (2010-2013). Penulis melanjutkan pendidikan strata satu di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam masa kuliah penulis aktif dalam kegiatan Pharmacy Performance (2014,2015), Pharmacy Road to School (2014,2015), dan Komisi Pemilihan Umum Fakultas Farmasi (2014). Penulis juga merupakan anggota tim Media Farmasi (2014,2015). Kegiatan lainnya yang pernah diikuti penulis adalah Seminar Nasional “Herbal Medicine as Alternative and Complementary Treatment for Patients” (2015) dan Talkshow Junalistik dan Fotografi Fakultas Farmasi USD (2014,2015)

16

EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR SKRIPSI

Recommend Documents