Text

D21- Desain Senyawa Turunan α-Mangostin: In Silico, Sintesis dan Uji Sitotoksisitasnya Terhadap Sel MCF-7 (Richa Mardianingrum; Prof. Muchtaridi, Ph.D; Muhammad Yusuf, Ph.D; Maywan Hariono, Ph.D)

---

Pendahuluan: Kanker payudara merupakan salah satu penyakit kanker dengan prevalensi tertinggi di Indonesia. Salah satu terapi penyakit kanker payudara adalah tamoxifen dengan menargetkan pada reseptor estrogen. Namun, penggunaan tamoxifen dalam jangka panjang dapat menimbulkan resistensi dan efek samping yang berbahaya. α-mangostin yang diisolasi dari kulit buah manggis diketahui memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan sel kanker payudara. Sebuah studi melaporkan adanya modifikasi α-mangostin pada gugus metoksi dan dihidroksi pada cincin xanton menunjukkan interaksi kunci antara 4-hidroksitamoksifen (4-OHT) yang merupakan metabolit dari tamoksifen dengan reseptor estrogen alfa manusia (hERα). Interaksi ini mempunyai nilai afinitas yang lebih baik terhadap hERα jika dibandingkan dengan estradiol sebagai agonisnya, sehingga diprediksi mampu beraksi sebagai antagonis reseptor tersebut yang berasosiasi dengan kemampuannya sebagai agen antikanker payudara yang menjanjikan. Tujuan penelitian: Memperoleh senyawa baru turunan α-mangostin yang aktif dan selektif sebagai antagonis ERα menggunakan rancangan obat yang rasional sebagai antikanker payudara. Tahap yang telah dilakukan: Tahap pertama dilakukan dengan merancang 80 senyawa α-mangostin yang dimodifikasi dengan gugus benzoil pada gugus hidroksi nomor 6 (OH-6). Modifikasi dirancang berdasarkan teori Topliss pada cincin aromatiknya dengan mempertimbangkan efek induksi dan konjugasi dari substituen. Senyawa hasil modifikasi diskrining aktivitasnya secara in silico menggunakan model farmakofor yang dibuat dengan menggunakan perangkat lunak ligandScout 4.1. Hasil skrining senyawa yang dirancang kemudian dibandingkan dengan senyawa decoy untuk menghitung nilai ROC dan fit score. Proses dilanjutkan dengan penambatan molekul pada struktur kristal hERα menggunakan program AutoDock 4.2 sehingga diperoleh nilai energi bebas ikatan beserta prediksi konstanta inhibisinya. Interaksi molekul antara ligan-reseptor divisualisasikan dengan menggunakan program BIOVIA Discovery Studio 2017, kemudian dilakukan predikasi profil farmakokinetika meliputi absorpsi, distribusi, metabolisme, ekskresi dan toksisitas ligan dengan menggunakan perangkat lunak preADMET. Mekanisme molekular dari ligan dengan fit score dan afinitas terbaik dipelajari menggunakan simulasi program AMBER 16. Tahap kedua melakukan sintesis dari senyawa terpilih hasil studi in silico dengan benzoilasi gugus OH-6 menggunakan metode Schotten-Baumann. Senyawa hasil sintesis dimurnikan lalu dielusidasi strukturnya menggunakan spektrometri ultra violet (UV-Vis), inframerah (FTIR), MS (TOF MS ES+) dan NMR lengkap antara lain, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT-135o-NMR, HMQC-NMR, HMBC-NMR dan 1H-1H COSY-2D NMR sehingga memastikan produk yang terbentuk sesuai dengan struktur yang didesain. Tahap ketiga adalah senyawa hasil sintesis diuji aktivitasnya terhadap sel kanker payudara MCF-7 menggunakan metode Resazurin assay secara In vitro. Hasil penelitian yang sudah dilakukan: Telah diperoleh desain 80 senyawa baru turunan α-mangostin benzoil (AMB), dengan menggunakan metode in silico. Secara bersamaan senyawa hasil desain dilakukan proses skrining farmakofor, prediksi farmakokinetik, prediksi toksisitas dan penambatan molekul terhadap reseptor hERα. Hasil skrining menggunakan model farmakofor diperoleh ligan yang fit terhadap model 1 dengan fit score 44,06. Hasil skrining divalidasi dengan menunjukkan nilai Enrichment Factor 100% (EF100%) dan Area Under Curve 100% (AUC100%) sebesar 1,3 dan 0,98 secara berurutan pada kurva Receiver Operating Characteristic (ROC). Total molekul dalam database (D) 5099, senyawa aktif (A) 100, total Hits (Ht) 3954, aktif Hits (Ha) 97, dan Goodness of hits score (GH) 0,06. Hal ini menunjukkan hasil skrining dikategorikan valid. Terdapat lima besar senyawa hasil uji yang fit dengan model 1 yaitu AMB-1, AMB-2, AMB-5, AMB-10 dan AMB-25. Hasil prediksi farmakokinetik dan toksisitas menggunakan softwere PreADMET mendapatkan 10 senyawa yang memiliki profil farmakokinetika yang baik yaitu AMB-1, AMB-2, AMB-5, AMB-10, AMB-11, AMB-25, AMB-35, AMB-37, AMB-40 dan AMB-62. Seiring dengan proses penambatan molekul terhadap 80 senyawa, diperoleh 40 senyawa yang memiliki nilai energi bebas ikatan (∆Gbind) antara -6 sampai -11 kkal/mol, sedangkan nilai energi bebas ikatan (∆Gbind) untuk 4-OHT sebesar -11,49 kkal/mol. Berdasarkan tahap demi tahap skrining tersebut dengan mempertimbangkan skrining farmakofor profil farmakokinetika dan nilai energi bebas diperoleh 3 senyawa untuk disimulasi dinamika molekulnya yaitu senyawa AMB-1 (α-mangostin-2-fluorobenzoil), AMB-2 (α-mangostin-2-klorobenzoil) dan AMB-10 (α-mangostin-2-klorometilbenzoil). Secara keseluruhan, dari ketiga senyawa diperoleh data masing-masing nilai energi bebas ikatan (∆Gbind), ikatan hidrogen, ikatan hidrofobik, energi ikatan kompleks, RMSD, dan sifat farmakokinetika antara lain: Senyawa AMB-1: -11,36 kkal/mol, ThrA347, 11 residu asam amino, -9,84 kkal/mol, 2,5 Å, dan non mutagen. Senyawa AMB-2: -11,34 kkal/mol, ThrA347, 12 residu asam amino, -6,79 kkal/mol, 0,5 Å, dan non mutagen. Senyawa AMB-10: -11,08 kkal/mol, Thr347, Asp351, 12 residu asam amino, -12,42 kkal/mol, 1,5 Å, dan non mutagen. Hasil simulasi dinamika molekul untuk ketiga senyawa dibandingkan dengan 4-OHT dan α-mangostin. Nilai RMSD 4-OHT 2,5 Å dan energi ikatan kompleks sebesar -6,33 kkal/mol. Ikatan hidrogen 4-OHT terdapat pada asam amino Arg394. Pada α-mangostin nilai RMSD 3,5 Å, energi ikatan kompleks sebesar -1,77 kkal/mol dan tidak terdapat ikatan hidogen didalamnya. Dari hasil pemaparan, diperoleh bahwa ketiga senyawa menunjukkan hasil pengujian yang lebih baik daripada senyawa α-mangostin. Hal ini menunjukkan adanya potensi efektif mereka sebagai kandidat obat kanker payudara (MCF-7) melalui interaksi dengan hErα. Berdasarkan hasil karakterisasi yang diperoleh benar adanya senyawa hasil sintesis yang terbentuk adalah 1,3,-dihidroksi-7-metoksi-2,8-bis(3-metillbut-2-en-1-il)-9-oxo-9H-xanthen-3-il 2-fluorobenzoat (AMB-1) dengan rendemen 64%, 1,3,- dihidroksi-7-metoksi-2,8-bis(3-metillbut-2-en-1-il)-9-oxo-9H-xanthen-3-il 2-klorobenzoat (AMB-2), rendemen 77%. 1,3,-dihidroksi-7-metoksi-2,8-bis(3-metilbut-2-en-1-il)-9-oxo-9H-xanthen-3-il 2-klorometilbenzoate (AMB-10) dengan rendemen 74%. Berdasarkan hasil pengujian sitotoksik terhadap sel kanker payudara MCF-7 menggunakan metode resazurin assay senyawa turunan α-mangostin (AMB-1, AMB-2 dan AMB-10) termasuk dalam kategori aktivitas moderat dengan nilai IC50 berturut-turut sebesar 125,17±0,007 µM; 118,60±0,008 µM dan 57,73±0,005 µM.

Kata kunci: α-mangostin, α-mangostin benzoil (AMB), in silico, kanker payudara, resazurin assay

---

Availability @Fakultas Farmasi

No copy data

Detail Information

Series Title

-

Call Number

D21

Publisher

Jatinangor : Fakultas Farmasi Universitas Padjadjaran., 2022

Collation

-

Language

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Classification

D21

Content Type

-

Media Type

-

Carrier Type

-

Edition

-

Subject(s)

-

Specific Detail Info

-

Statement of Responsibility

-

Other version/related

File Attachment

Comments

---

You must be logged in to post a comment