HASIL DAN PEMBAHASAN
C. Analisis Hasil 1. Analisis regresi linear multivariat 1.Analisis regresi linear multivariat
2. Model persamaan terbaik
Model persamaan 2 telah terpilih menjadi model persamaan terbaik. Dengan menggunakan model persamaan ini, dilakukan perhitungan aktivitas antimalaria keenambelas senyawa turunan vinkadiformina yang dinyatakan dengan log 1/IC50 prediksi. Tabel VIII menunjukkan data nilai log 1/IC50 prediksi yang dihitung menggunakan model persamaan 2 dan dibandingkan dengan nilai log 1/IC50 eksperimen hasil penelitian Mustofa. Model persamaan yang baik akan menghasilkan nilai log 1/IC50 prediksi yang mendekati atau bahkan sama dengan nilai log 1/IC50 eksperimen. Sebaran nilai log 1/IC50 prediksi dan nilai log 1/IC50 eksperimen dapat dilihat pada grafik dalam gambar 17.
Gambar 15. Grafik ukuran prediksi model persamaan 2
log 1/IC
50 pr
ediksi
log 1/IC50 eksperimen
-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0
Tabel VIII. Perbandingan nilai log 1/IC50 prediksi model persamaan 2 dengan nilai log 1/IC50 eksperimen
Senyawa log 1/IC50 prediksi log 1/IC50 eksperimen selisih (selisih)2
1,00. 10-5 1 -2,1487 -2,1455 -0,0032 2 -1,5391 -1,5416 0,0025 6,11. 10-6 3 -1,8795 -1,9274 0,0479 22,92. 10-4 4 -1,1453 -1,1614 0,0161 2,58. 10-4 37,57. 10-4 5 -1,4397 -1,3784 -0,0613 25,89. 10-4 6 -2,4064 -2,3555 -0,0509 7 -2,1783 -2,2363 0,0580 33,60. 10-4 8 -1,3610 -1,3802 0,0192 3,70. 10-4 3,38. 10-4 9 -1,1583 -1,1399 -0,0184 10 -1,3143 -1,3181 0,0038 1,42. 10-5 11 -1,7946 -1,7973 0,0027 7,15. 10-6 12 -1,4248 -1,4298 0,0050 2,54. 10-5 13 -2,0469 -2,0535 0,0066 4,38. 10-5 1,09. 10-6 14 -2,0243 -2,0233 -0,0010 15 -1,0215 -1,0253 0,0038 1,44. 10-5 2,68. 10-5 16 -2,0470 -2,0418 -0,0052 PRESS 0,0131
Nilai log 1/IC50 prediksi yang mendekati nilai log 1/IC50 eksperimen ditandai dengan sebaran titik koordinat yang mendekati atau tepat berada pada garis y = x. Pada gambar 17 ditunjukkan bahwa semua titik koordinat sangat mendekati garis y = x. Hal ini menunjukkan bahwa model persamaan 2 mampu menggambarkan hubungan antara struktur senyawa turunan vinkadiformina dengan aktivitasnya sebagai antimalaria karena memberikan nilai log 1/IC50 prediksi yang mendekati nilai log 1/IC50 eksperimen.
Dalam model persamaan 2 terdapat deskriptor elektronik yang berupa muatan bersih atom (qC1, qC2, qC3 ,qN, qC7, qC8,qC9), ∂, dan ΔE. Deskriptor sterik yang terdapat dalam model persamaan ini adalah V, MR, dan M, sedangkan deskriptor hidrofobisitas diwakili oleh log P. Tigabelas deskriptor yang terdapat dalam model persamaan ini memiliki andil dalam menentukan aktivitas antimalaria senyawa turunan vinkadiformina yang ditunjukkan dalam nilai log 1/IC50.
Struktur senyawa turunan vinkadiformina memiliki cincin indol yang menyerupai cincin kuinolin. Menurut Korolkovas dan Burckhalter (1976), cincin kuinolin pada senyawa antimalaria dapat berinterkalasi dengan pasangan basa dobel heliks ADN karena struktur cincin kuinolin yang datar. Berdasarkan kemiripan struktur cincin indol senyawa turunan vinkadiformina dan cincin kuinolin pada senyawa antimalaria, maka diduga senyawa turunan vinkadiformina juga dapat berinterkalasi dengan ADN karena memiliki cincin indol yang menyerupai cincin kuinolin. Dengan struktur cincin indol yang datar, maka senyawa turunan vinkadiformina juga dapat berinterkalasi pada ADN plasmodia.
Interkalasi ini diperkuat dengan adanya ikatan elektrostatik yaitu ikatan hidrogen antara atom N pada cincin indol dengan basa purin ADN yaitu adenin. Dengan demikian translasi dan transkripsi ADN plasmodia terganggu, sehingga mengurangi sintesis ADN dan ARN plasmodia. Ikatan ini dipengaruhi oleh muatan elektron. Muatan elektron pada tiap atom penyusun senyawa turunan vinkadiformina ditunjukkan oleh nilai muatan bersih atom.
N
H N
A B
Gambar 16. A) Struktur indol ; B) Cincin kuinolin
Dalam model persamaan terbaik, muatan bersih atom yang mempengaruhi aktivitas antimalaria dimiliki oleh atom C1, C2, C3, N, C7, C8,C9. Atom-atom ini membentuk daerah sensitif senyawa turunan vinkadiformina yang mempengaruhi ikatan dengan reseptor yaitu ADN plasmodia. Daerah sensitif tersebut ditunjukkan oleh garis tebal pada gambar 17. Jika nilai muatan bersih pada atom-atom yang membentuk daerah sensitif tersebut diubah, maka aktivitas antimalaria yang ditimbulkan juga ikut berubah. Menurut Tracy dan Webster (2001) dan Block (2004), atom N pada senyawa antimalaria yang memiliki cincin kuinolin, berpengaruh terhadap mekanisme kerja senyawa antimalaria tersebut. Setelah senyawa antimalaria masuk ke dalam vakuola makanan plasmodia, atom N akan terprotonasi karena lingkungan dalam vakuola makanan bersuasana asam. Akibatnya, senyawa tersebut terjebak dalam vakuola makanan sebab membran vakuola makanan juga bermuatan positif. Dalam model persamaan terbaik, atom
N merupakan salah satu atom yang diprediksi mempengaruhi aktivitas antimalaria senyawa turunan vinkadiformina.
N H 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gambar 17. Daerah sensitif senyawa turunan vinkadiformina
Reaktivitas senyawa turunan vinkadiformina ditunjukkan oleh ΔE. ΔE adalah selisih antara ELUMO dengan EHOMO. ELUMO adalah energi orbital molekul terendah yang tidak terisi elektron, sedangkan EHOMO merupakan energi orbital molekul tertinggi yang terisi elektron. Semakin kecil selisih antara ELUMO dan EHOMO, maka reaktivitas senyawa semakin besar sebab elektron yang mengisi orbital molekul tertinggi akan dengan mudah bertransisi ke orbital molekul yang tidak terisi elektron. Menurut Siswandono dan Soekardjo (1995), pada senyawa antimalaria yang memiliki cincin kuinolin, interkalasi dapat terjadi karena adanya kompleks alih muatan yang melibatkan EHOMO dan ELUMO. Dalam hal ini, cincin kuinolin memiliki nilai energi LUMO rendah, sedangkan pasangan basa guanin-sitosin pada ADN plasmodia memiliki nilai energi HOMO tinggi. Kondisi ini mempermudah terjadinya transisi elektron dan dengan demikian meningkatkan reaktivitas senyawa antimalaria.
Selain parameter elektronik, parameter sterik juga berpengaruh pada pembentukan ikatan antara senyawa obat dengan reseptor. Parameter sterik yang terdapat dalam model persamaan terbaik adalah volume (V), refraktivitas molar (MR), dan massa (M). Untuk membentuk ikatan dengan reseptor, senyawa obat harus memiliki konformasi dan ukuran tertentu agar terbentuk ikatan senyawa
obat-reseptor yang optimum. Massa menggambarkan besar kecilnya molekul yang berinteraksi dengan reseptor. Molekul yang besar lebih susah untuk mencapai reseptor jika dibandingkan dengan molekul yang lebih kecil. Volume dapat menggambarkan ukuran relatif molekul, keduanya dapat berpengaruh pada pembentukan ikatan senyawa turunan vinkadiformina dengan ADN plasmodia. Refraktivitas molar (MR) merupakan sifat aditif konstitutif senyawa. Refraktivitas molar adalah aditif, masing-masing gugus menambah nilai MR. Menurut Sardjoko (1993), log P dan MR memiliki hubungan sempurna dan secara statistik mempunyai hubungan yang linear. Meskipun demikian, pada gugus yang berbeda mungkin sumbangan kepada aktivitas biologis dapat berbeda, sehingga kedua parameter tersebut digunakan bersama untuk memperbaiki persamaan garis regresi. Polarisabilitas molekular (∂) adalah salah satu deskriptor elektronik yang merupakan fungsi linear dari MR. Parameter ini bersama dengan potensial ionisasi, mempengaruhi kelarutan suatu senyawa.
Dalam model persamaan terbaik terdapat log P sebagai salah satu deskriptor untuk memprediksi aktivitas antimalaria senyawa turunan vinkadiformina. Dalam menguji aktivitas antimalaria senyawa vinkadiformina dan turunannya secara in vitro, Mustofa menggunakan sel Nigerian yang telah diinfeksi plasmodia dari P. falciparum. Senyawa vinkadiformina dan turunannya harus dapat menembus membran sel Nigerian tersebut agar dapat bekerja membunuh plasmodia. Penembusan membran sel atau absorpsi ke dalam sel, menentukan kadar senyawa vinkadiformina dan turunannya yang masuk ke dalam sel Nigerian yang kemudian berinteraksi dengan reseptor. Proses absorpsi tersebut
membutuhkan nilai log P yang optimum. Untuk dapat menembus membran sel yang bersifat non polar dan larut dalam cairan sel, lalu dapat berinteraksi dengan reseptor plasmodia, senyawa vinkadiformina dan turunannya harus memiliki nilai log P yang optimum karena log P menggambarkan koefisien partisi senyawa dalam fase air dan fase lipid.
D. Rancangan Senyawa Hipotetik Turunan Vinkadiformina Berdasarkan
