STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR
HELGA KURNIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR
HELGA KURNIA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan dengan skripsi berjudul Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular adalah karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2013 Helga Kurnia NIM G44104019
ABSTRAK
HELGA KURNIA. Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular. Dibimbing oleh RUDI HERYANTO dan ARYO TEDJO.
Kanker kolorektum disebabkan oleh ekspresi protein inducible NOS (iNOS) dan siklooksigenase-2 (COX-2) yang berlebihan di dalam tubuh. Temu lawak merupakan salah satu tanaman yang berpotensi sebagai antikanker. Metode penambatan molekular dapat digunakan untuk menentukan aktivitas dan efektivitas senyawa bioaktif temu lawak yang dapat menghambat kanker kolorektum melalui jalur protein induser iNOS dan COX-2. Berdasarkan hasil penambatan molekular 24 komponen bioaktif temu lawak pada 16 protein jalur iNOS dan COX-2, diperoleh 2 senyawa bioaktif antikanker unggulan, yaitu demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin. Kedua senyawa tersebut menghambat kanker kolorektum melalui protein γ-interferon pada jalur iNOS dan menghambat protein kinase teraktivasi-mitogen pada jalur COX-2. Parameter-parameter percobaan yang digunakan meliputi energi bebas gibbs (∆G), afinitas (pKi), tetapan inhibisi (Ki), efisiensi, dan ikatan hidrogen. Berdasarkan parameter tersebut, demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin lebih besar potensinya dibandingkan dengan standar simvastatin dan asam rosmanirat.
Kata kunci: demetoksikurkumin, dihidrokurkumin, penambatan molekular, temu lawak
ABSTRACT
HELGA KURNIA. Study of Temu Lawak Active Compounds toward Colorectal Cancer Pathogenesis through Inducer Protein Pathway by Molecular Docking. Supervised by RUDI HERYANTO and ARYO TEDJO.
Colorectal cancer is caused by excessive amount of inducible NOS (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) protein in the body. Temu lawak is a plant potential as anticancer. The molecular docking method can be used to determine the activity and efficiency of the temu lawak bioactive compounds, which can inhibit the colorectal cancer through inducer protein iNOS and COX-2 pathway. Based on the molecular docking results of 24 bioactive compounds of temu lawak against 16 proteins in iNOS and COX-2 pathways, the two most potencial anticancer compounds were obtained, demethoxycurcumin and dihydrocurcumin. Both compounds could inhibit colorectal cancer through γ-interferon protein in iNOS pathway and inhibit mitogen activated protein kinase in COX-2 pathway. The experimental parameters used were Gibbs free energy (∆G), affinity (pKi), inhibition constant (Ki), efficiency, and hydrogen bonding. Based on those parameters, the demethoxycurcumin and dihydrocurcumin were more potencial than simvastatin and rosmaniric acid standards.
Key words: demethoxycurcumin, dihydrocurcumin, molecular docking, temu lawak
STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR
HELGA KURNIA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular Nama : Helga Kurnia
NIM : G44104019
Disetujui oleh
Rudi Heryanto, SSi, MSi Pembimbing I
Aryo Tedjo, SSi, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen Kimia
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan atas segala karunia, kesehatan, dan kemudahan yang dilimpahkan oleh Allah SWT selama proses penyusunan karya tulis dengan judul Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular. Karya tulis ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan April sampai September 2012 di Laboratorium Kimia Fakultas Kedokteran UI, Jakarta.
Karya tulis ini merupakan sebuah wujud penghargaan untuk Bunda Khaiyar, Bapak Rustam, Uda Iwan Kurnia, dan Anas Fadli yang telah memberikan doa, semangat, kasih sayang, dan dukungan moril serta materi selama masa studi hingga proses penyusunan karya tulis ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Rudi Heryanto, SSi, MSi dan Bapak Aryo Tedjo, SSi, MSi selaku pembimbing serta Ibu Fadilah dari Departemen Kimia Fakultas Kedokteran UI yang telah memberikan arahan, bimbingan, dan motivasi selama penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf Laboratorium Kimia Fakultas Kedokteran UI dan Laboratorium Kimia Analitik Fakultas MIPA IPB, Genny Anjelia, Chaecar Himawan, Farahdina, Fina, Mega Destri, dan Marina Astriawi yang telah memberikan motivasi, semangat, dan saran. Tidak lupa ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada rekan-rekan mahasiswa Alih Jenis Kimia IPB angkatan 4. Semoga Allah SWT memberikan balasan atas segala amal yang diperbuat dan senantiasa menyertai hamba-Nya dengan kasih sayang-Nya. Semoga karya tulis ini dapat memberikan manfaat.
Bogor, Januari 2013
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
TINJAUAN PUSTAKA 2
Kanker Kolorektum dan Protein Penanda Kanker Kolorektum 2
Temu Lawak Sebagai Antikanker 3
Teknik Bioinformatika dan Penambatan Molekular dalam Pencarian
Senyawa Antikanker 4
ALAT DAN METODE 5
Alat 5
Persiapan Protein Target 5
Penyejajaran Sekuens 5
Pemodelan Homologi Protein 3 Dimensi 6
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Protein 6 Perancangan Senyawa Aktif Temu Lawak (Ligan) 6 Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Struktur 3 Dimensi Ligan 6
Penambatan Ligan pada Protein Induser 6
Analisis Penambatan Molekular 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Protein Target dan Pemodelan Homologi 7
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi 7 Interaksi Senyawa Aktif Temu Lawak dengan Protein Induser Kanker
Kolorektum γ-interferon dan MAPK 9
Perbandingan Senyawa Aktif Terbaik dengan Senyawa Standar 10 SIMPULAN DAN SARAN 14
DAFTAR PUSTAKA 14 LAMPIRAN 18
vii
DAFTAR TABEL
1 Hasil penambatan molekular ligan dengan protein induser kanker kolorektum 11 2 Ikatan hidrogen residu asam amino γ-interferon dan MAPK dengan ligan 11
DAFTAR GAMBAR
1 Faktor regulasi protein induser COX-2 3
2 Tanaman dan rimpang temu lawak 4
3 Interaksi antara ligan dan protein hasil penambatan molekular 5 4 Struktur 3 dimensi protein γ-interferon (a) dan protein MAPK (b) hasil
pencarian dengan Swissmodel 7
5 Protein γ-interferon sebelum optimisasi (a) dan setelah optimisasi (b) 8 6 Protein MAPK sebelum optimisasi (a) dan setelah optimisasi (b) 9 7 Struktur senyawa ligan terbaik hasil penambatan molekular 9 8 Contoh hasil penambatan molekular protein γ-interferon (a) dan protein
MAPK (b) 10 9 Interaksi γ-interferon dengan demetoksikurkumin (a), dihidrokurkumin
(b), dan simvastatin (c) 12 10 Interaksi MAPK dengan dihidrokurkumin (a), demetoksikurkumin (b),
dan asam rosmanirat (c) 13
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian 17 2 Nama-nama protein induser kanker kolorektum 18 3 Nama-nama ligan (senyawa bioaktif temu lawak) 18 4 Contoh penyejajaran sekuens protein 19 5 Hasil optimisasi 24 senyawa bioaktif temu lawak 21 6 Hasil optimisasi 16 protein induser kanker kolorektum 22 7 Hasil penambatan molekular senyawa bioaktif temu lawak dengan
protein COX-2 23 8 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar dengan protein induser jalur iNOS 25 9 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar
dengan protein induser jalur COX-2 26 10 Perbandingan hasil penambatan molekular ligan terbaik dengan senyawa
PENDAHULUAN
Kanker menempati peringkat tertinggi sebagai penyebab kematian di negara berkembang. Kanker disebabkan oleh beberapa faktor seperti faktor lingkungan, makanan, polusi udara, air, bahan kimia, dan radiasi sinar ultraviolet. Sebagai contoh ialah kanker usus besar yang masih merupakan masalah serius di Indonesia (Williams dan Hopper 2003).
Ekspresi protein inducible NOS (iNOS) dan siklooksigenase-2 (COX-2) yang berlebihan dalam tubuh dapat mempercepat terjadinya proses karsinogenesis dalam tubuh. Protein iNOS dalam keadaan berlebihan akan menginduksi terjadinya kanker, sedangkan protein COX-2 berperan dalam tahap lebih lanjut pada proses terjadinya kanker (Voutsadakis 2007). Berbagai upaya telah dilakukan untuk menghambat protein induser kanker seperti pembedahan, radioterapi, dan kemoterapi. Salah satu yang menjadi perhatian adalah kemoterapi, yaitu penggunaan bahan bioaktif dari hasil sintesis atau isolasi bahan alam. Penggunaan isolat bioaktif alami terus dikembangkan karena sifatnya yang terbarukan, mudah terdekomposisi dan diekskresikan tubuh, sedangkan bahan sintetis dapat menyisakan residu yang berbahaya bagi tubuh. Hal ini mendorong pelacakan senyawa-senyawa unggulan dari bahan alam yang berpotensi sebagai antikanker dalam strategi pengembangan kemoterapi (Radji 2005).
Salah satu tanaman obat yang berpotensi sebagai antikanker ialah temu lawak. Temu lawak (Curcuma xanthorrhiza) merupakan komponen penyusun hampir setiap jenis obat tradisional di Indonesia (BPOM 2004). Berbagai aktivitas ditunjukkan oleh senyawa-senyawa dalam temu lawak. Lim et al. (2005) menunjukkan aktivitas temu lawak sebagai antiradang, antivirus, antitumor, hipokolesterolemik, antibakteri, antihepatotoksik, dan antioksidan. Chattopadhyay et al. (2004) menyatakan bahwa kurkumin berfungsi sebagai senyawa antikanker melalui penghambatan produksi protein iNOS dan COX-2 pada kanker. Selain itu, Itokawa et al. (1985) menunjukkan aktivitas senyawa α-kurkumena, β-atlanton, dan xantorizol pada temu lawak sebagai antikanker.
Pengetahuan tentang komponen bioaktif dan aktivitas temu lawak dapat dimanfaatkan sebagai dasar pencarian senyawa unggulan yang berpotensi antikanker. Pemilihan senyawa unggulan dari tumbuhan ini dapat dilakukan secara in silico atau bioinformatika melalui penambatan molekular. Keunggulan penambatan molekular ialah dapat mempercepat dan menghemat biaya penelitian. Penelitian sebelumnya telah banyak menjelaskan kegunaan teknik bioinformatika dalam analisis dan penemuan obat. Penelitian-penelitian tersebut di antaranya ialah Jamakhani (2010) menemukan inhibitor transmembran insulin secara in silico dan analisis penambatan molekular, Pebriana et al. (2008) membuktikan bahwa metode penambatan molekular dapat digunakan untuk penambatan kurkumin dan senyawa analognya pada reseptor progesteron, Hastuti et al. (2008) menemukan potensi pemberian ekstrak etanol kulit Citrus aurantifolia untuk menekan karsinogenesis melalui induksi apoptosis pada sel payudara tikus terinduksi 7,12-dimetilbenz[a]antrasena secara penambatan molekular, Reddy et al. (2007) dan Kitchen et al. (2004) menemukan desain obat baru dengan biaya efektif dan waktu yang cepat melalui penapisan virtual atau secara in silico
2
dengan penambatan molekular. Penelitian ini bertujuan mencari senyawa aktif dalam rimpang temu lawak yang memiliki aktivitas antikanker kolorektum secara in silico melalui penambatan molekular pada protein kanker iNOS dan COX-2.
TINJAUAN PUSTAKA
Kanker Kolorektum dan Protein Penanda Kanker Kolorektum
Kanker usus besar atau kanker kolorektum merupakan tumor ganas yang berasal dari mukosa kolon atau rektum. Kebanyakan kanker usus besar berawal dari pertumbuhan sel yang tidak ganas atau disebut adenoma yang pada awalnya membentuk polip. Polip dapat diangkat dengan mudah, namun sering kali adenoma tidak menampakkan gejala apapun sehingga tidak terdeteksi dalam waktu yang relatif lama dan pada kondisi tertentu berpotensi menjadi kanker yang dapat terjadi pada semua bagian dari usus besar. Beberapa faktor yang meningkatkan terjadinya kanker kolorektum di antaranya usia lanjut, jarang mengonsumsi sayuran dan buah-buahan, obesitas, penderita diabetes, perokok, pecandu alkohol, riwayat polip usus atau penyakit usus, dan riwayat kanker usus dalam keluarga atau faktor genetik (Boyle dan Langman 2001).
Banyak penanda yang dapat mengidentifikasikan keberadaan kanker kolorektum. Beberapa molekul penanda kanker merupakan protein yang memiliki peranan dan mekanisme kerja yang berbeda-beda. Salah satu contoh protein penanda kanker ialah iNOS dan COX-2 yang merupakan protein induser dan ekspresi dari kanker kolorektum.
Nitrat oksida (NO) merupakan molekul sinyal yang banyak berperan dalam berbagai proses biologi seperti vasodilatasi pembuluh darah, neurotransmisi, dan respons imun. Radikal bebas ini disintesis dari L-arginina oleh keluarga isoenzim yang disebut NO sintase (NOS). Setidaknya ada 3 jenis NOS berperan dalam produksi NO intrasel, masing-masing merupakan produk gen yang berbeda. Penelitian mengenai kanker lebih difokuskan pada bentuk iNOS yang banyak ditemukan pada sel-sel makrofag. Isoform iNOS dianggap sebagai bentuk enzim yang diinduksi dan aktivitasnya tidak bergantung pada ion kalsium (Alderton et al. 2001). Tidak seperti 2 bentuk NOS lainnya, endothelial (eNOS) dan neuronal (nNOS), yang secara konstitutif diekspresikan dalam sel dan menghasilkan NO lebih sedikit, iNOS menghasilkan NO dengan level yang tinggi pada waktu yang cukup lama. Secara normal, iNOS sangat rendah kadarnya di dalam sel. Aktivitas iNOS diekspresikan oleh banyak tipe sel atau stimulasi oleh bakteri-bakteri endotoksin (lipopolisakarida, LPS) dan melalui peradangan yang melibatkan protein interleukin-1β, γ-interferon, faktor nekrosis tumor-α, dan hipoksia. Kelebihan produksi NO oleh iNOS dapat menginduksi terjadinya kerusakan DNA dan berkontribusi pada karsinogenesis dalam organ (Zafirellis et al. 2010).
Siklooksigenase (COX) terbagi atas 2 bentuk, yaitu COX-1 dan COX-2. Keduanya memiliki aktivitas yang sama sebagai katalase pada sintesis prostanoid dari asam arakidonat. COX-1 secara konstitutif diekspresikan oleh hampir seluruh jaringan tubuh mamalia, sedangkan COX-2 hanya sebagian saja dan dalam level yang rendah atau tidak terdeteksi. Level ekspresi COX-1 pada umumnya konstan
3
dan hanya ada kenaikan sedikit bila ada stimulasi dari faktor pertumbuhan atau selama masa diferensiasi. COX-1 memiliki peranan yang sangat penting dalam menjaga proses-proses fisiologis pada berbagai jaringan atau organ (O’Neill dan Ford 1993). COX-2 merupakan bentuk enzim yang diinduksi dari jalur biosintesis prostaglandin yang mengubah lipid asam arakidonat menjadi prostaglandin G2 (PGG2) dan selanjutnya PGH2 dengan peroksidase dan aktivitas siklooksigenase. Gambar 1 menunjukkan faktor regulasi protein induser COX-2.
NF-κB
ERK1/2 β- katenin/ TCF4
p38/ MAPK
Gambar 1 Faktor regulasi protein induser COX-2 (Voutsadakis 2007)
Berbeda dengan COX-1 yang melakukan aktivitas enzimatik dan diekspresikan secara konstitutif dalam sebagian besar jaringan, COX-2 merupakan ekspresi tahap lebih lanjut dari beberapa jenis kanker. Ekspresi COX-2 sangat tinggi dibandingkan dengan pada keadaan normal karena adanya rangsangan dari mitogen, sitokin, dan promotor tumor yang bisa diakibatkan oleh adanya kerusakan sel atau bentuk stres sel lainnya (Sano et al. 1995).
Protein COX-2 merupakan target transkripsi dari β-katenin, TCF4, dan NF-κB. Kerja sama ERK1, ERK2, p38, MAPK, dan NF-κB diperlukan untuk proses transkripsi COX-2 oleh reseptor aktif protease dan terlibat dalam induksi COX-2 dengan γ-interferon serta karsinogen pada berbagai tipe sel. Faktor transkripsi AP1 merangsang COX-2 dan menghambat penekanan ekspresi COX-2. Promotor lain terbentuknya COX-2 dalam kanker ialah NF-IL6, PEA3, dan NFAT. Selain itu, sebuah elemen respons ploriferator peroksisom (PPRE) dalam COX-2 dan responsif terhadap PPARα, tetapi tidak pada stimulasi PPARγ (Voutsadakis 2007).
Temu Lawak Sebagai Antikanker
Antikanker merupakan agen yang memiliki sifat sitotoksik, yaitu dapat menghambat pertumbuhan sel kanker dan sitosidal, yaitu dapat mematikan sel kanker (Setiani 2009). Beberapa metabolit sekunder dari bahan alam memiliki aktivitas sebagai antikanker. Salah satu bahan alam yang berkhasiat sebagai antikanker ialah temu lawak.
Temu lawak (Gambar 2) merupakan tanaman famili Zingiberaceae yang banyak digunakan sebagai bahan baku obat tradisional. Temu lawak dikenal pula dengan nama geelwortel (Belanda), Javanischer gelbwurzel (Jerman), koneng
COX-2 NFAT AP1 PPARα PEA3 NF-IL6 C/EBPδ TIA-1
4
gede (Sunda), dan temolobak (Madura). Rimpang kering temu lawak mengandung pati (48−59.64%), kurkuminoid (1.6−2.2%), dan minyak atsiri (1.48−1.63%). Fraksi minyak atsiri rimpang temu lawak terdiri atas senyawa turunan monoterpena dan seskuiterpena. Senyawa turunan monoterpena terdiri atas 1,8-sineol, borneol, α-felandrena, dan kamfor. Senyawa seskuiterpena terdiri atas β-kurkumena, turmeron, sikloisopresna, mirsena, bisakuron, epoksida, α-atlanton, ar-kurkumena, zingiberena, β-bisabulena, bisakuron A,B,C, ar-turmeron, dan germakron. Kadar air tidak lebih dari 10%, kadar abu total tidak lebih dari 7.8%, dan kadar abu tidak larut asam tidak lebih dari 1.6% (BPOM 2004). Khasiat rimpang temu lawak sebagai antikanker banyak disebabkan oleh senyawa kurkumin dan minyak atsiri (Sidik et al. 1995).
Gambar 2 Tanaman dan rimpang temu lawak
Teknik Bioinformatika dan Penambatan Molekular dalam Pencarian Senyawa Antikanker
Bioinformatika berasal dari kata “bio” dan “informatika” dan merupakan gabungan ilmu biologi dengan teknik informatika. Bioinformatika mengaplikasi-kan alat dan analisis komputasi untuk menangkap dan menginterpretasimengaplikasi-kan data-data biologi. Ilmu ini merangkum berbagai disiplin ilmu, meliputi ilmu komputer, matematika, kimia, fisika, biologi, dan kedokteran yang saling menunjang satu sama lain. Kemajuan ilmu bioinformatika ini turut didorong oleh proyek genom yang dilaksanakan di seluruh dunia dan menghasilkan informasi gen dari berbagai makhluk hidup, mulai tingkat rendah hingga tinggi. Salah satu contoh aplikasi bioinformatika ialah teknik penambatan molekular (Baxevanis dan Oulette 2005).
Teknik penambatan molekular digunakan untuk mempelajari interaksi yang terjadi pada suatu kompleks molekul, serta memprediksikan orientasi dari suatu molekul ke molekul yang lain ketika membentuk kompleks yang stabil. Dua segi penting dalam penambatan molekular ialah fungsi penilaian (scoring) dan penggunaan algoritma. Fungsi penilaian memperkirakan afinitas ikatan antara makromolekul dan ligan, sedangkan fungsi algoritma menentukan konformasi yang paling stabil dalam pembentukan kompleks (Funkhouser 2007).
Berdasarkan interaksi yang terjadi, terdapat beberapa jenis penambatan molekular, yaitu penambatan protein-protein, protein (Gambar 3), dan ligan-DNA (Datta 2002). Metode penambatan molekular dapat diaplikasikan dalam penapisan awal senyawa antikanker (ligan) dari bahan alam dengan memprediksikan orientasi ikatan dan afinitas senyawa alam dengan protein target. Hal pertama yang dibutuhkan ialah struktur 3 dimensi ligan dan protein target.
5
Struktur 3 dimensi ligan dimodelkan dengan menggunakan teknik pemodelan molekular, sedangkan struktur 3 dimensi protein target ditentukan secara empiris berdasarkan data spektroskopi resonans magnet inti dan kristalografi sinar-X pada pangkalan data Protein Data Bank (PDB) serta secara in silico dengan teknik pemodelan homologi (Funkhouser 2007).
Gambar 3 Interaksi antara ligan dan protein hasil penambatan molekular
ALAT DAN METODE
AlatAlat-alat yang digunakan ialah seperangkat laptop Compac Intel® Core 2 Duo T5870 dengan spesifikasi RAM 2 GB, modem Flexi, sistem operasi Microsoft Windows XP dengan peramban Mozilla Firefox 3.6, Google Chrome 7,
program daring National Center for Biotechnological Information (NCBI),
ClustalW2 (EBI), Swiss-Model Workspace, dan perangkat lunak Molecular
Operating Environment (MOE 2008.10) (Chemical Computing Group, Kanada).
Persiapan Protein Target
Studi bioaktivitas komponen temu lawak terhadap patogenesis kanker kolorektum dengan penambatan molekular (Lampiran 1) diawali dengan pencarian sekuens protein. Sekuens protein-protein induser kanker kolorektum diunduh dari pangkalan data NCBI melalui situs http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Sistem operasi yang digunakan adalah Microsoft Windows XP dengan peramban Mozilla Firefox. Lampiran 2 menunjukkan protein-protein induser kanker kolorektum yang digunakan untuk penambatan molekular.
Penyejajaran Sekuens
Sekuens hasil pencarian melalui situs NCBI disejajarkan dengan menggunakan program ClustalW2 secara daring dan dapat diakses melalui situs http://www.ebi.ac.uk/inc/head.html. Hasil penyejajaran ditafsirkan dengan
6
nilai kesamaan asam amino yang paling tinggi dan protein tersebut digunakan sebagai protein target yang akan ditentukan struktur 3 dimensinya.
Pemodelan Homologi Protein 3 Dimensi
Struktur 3 dimensi dicari secara pemodelan homologi dengan menggunakan Swissmodel dengan format PDB yang dapat diakses melaui situs http://swissmodel.expasy.org/SWISSMODEL.html.
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Protein
Optimisasi geometri dan minimisasi energi struktur 3 dimensi protein induser kanker kolorektum dilakukan dengan format pdb menggunakan perangkat lunak MOE. Atom hidrogen ditambahkan kemudian dilakukan protonasi dengan program protonate 3D. Muatan parsial diatur dengan menggunakan partial charge dan geometri dioptimisasi dengan medan gaya MMFF94x. Saat optimisasi, protein disolvasi dalam fase gas dan dengan muatan tetap. Optimisasi dilakukan dengan gradien akar rerata kuadrat (RMS) 0.05 kkal/Åmol dan parameter lain menggunakan patokan yang telah ada pada perangkat lunak MOE.
Perancangan Senyawa Aktif Temu Lawak (Ligan)
Pencarian ligan merujuk Sidik et al. (1995) (Lampiran 3). Struktur 3 dimensi ligan dirancang dengan menggunakan program MOE builder yang ada pada perangkat lunak MOE atau dapat diunduh melalui situs Chemspider yang dapat diakses gratis melalui www.chemspider.com.
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Struktur 3 Dimensi Ligan
Optimisasi geometri dan minimisasi energi struktur 3 dimensi ligan menggunakan perangkat lunak MOE. Ligan disimpan dalam format .mol dan dibuka dalam bentuk database viewer. Selanjutnya ligan di-wash dengan program compute, disesuaikan muatan parsialnya, dan dioptimisasi menggunakan medan gaya MMFF94x. Ligan lalu diminimisasi energinya dengan gradien RMS 0.001 kkal/Åmol. Parameter lainnya sesuai dengan patokan yang ada.
Penambatan Ligan pada Protein Induser
Proses penambatan diawali dengan preparasi dock file dengan menggunakan program Compute-Simulation-Dock yang terdapat dalam perangkat lunak MOE dengan sistem operasi Microsoft Windows XP Professional Versi 2007. Metode penambatan menggunakan triangle matcher dengan pengulangan pembacaan energi tiap posisi 100 kali. Selanjutnya scoring function menggunakan London dG, refinement forcefield dengan 1 kali pengulangan konfigurasi.
7
Analisis Penambatan Molekular
Hasil penambatan molekular dapat dilihat pada output dalam format viewer.mdb. Dari 24 senyawa aktif dipilih 3 senyawa unggulan dan dianalisis parameter interaksi ligan-protein meliputi energi bebas gibbs (∆G), tetapan inhibisi (Ki), afinitas (pKi), efisiensi, dan ikatan hidrogen. Senyawa terbaik dibandingkan dengan senyawa standar: simvastatin untuk protein γ-interferon dan asam rosmanirat untuk protein kinase teraktivasi-mitogen (MAPK).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Protein Target dan Pemodelan HomologiProtein induser kanker kolorektum dalam penelitian diunduh sebanyak minimum 10 buah sekuens asam untuk setiap protein. Penyejajaran sekuens digunakan untuk melihat perbedaan antarsekuens protein dan untuk menentukan salah satu protein yang akan dijadikan target. Struktur protein yang digunakan ialah struktur utuh yang belum mengalami mutasi atau modifikasi. Contoh hasil analisis penyejajaran sekuens ditunjukkan di Lampiran 4. Hasil tersebut terdiri atas kode (*), (:), dan (.). Tanda (*) menandakan kesamaan asam amino dalam 1 kolom, tanda (:) menandakan kemiripan ukuran dan kesamaan kelarutan dalam air (hidrofilik atau hidrofobik) dalam 1 kolom, dan tanda (.) menandakan kemiripan ukuran dan sifat kelarutan dalam air dan telah dipertahankan dalam proses evolusi. Hasil penyejajaran menggunakan program ClustalW2 ditafsirkan dengan suatu nilai. Nilai paling tinggi digunakan sebagai protein target yang akan ditentukan struktur 3 dimensinya dalam proses penambatan molekular menggunakan situs Swissmodel. Gambar 4 menunjukkan struktur 3 dimensi protein γ-interferon dan MAPK, 2 protein induser kanker kolorektum.
(a) (b)
Gambar 4 Struktur 3 dimensi protein γ-interferon (a) dan protein MAPK (b) hasil pencarian dengan Swissmodel
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi
Proses optimisasi diawali dengan melakukan wash setiap ligan pada database viewer MOE 2008.10 untuk memperbaiki posisi atom hidrogen dan
8 struktur li Molecular pembentuk gaya yang protein de semakin s gradien R dengan uk Ligan mem gradien RM semuanya memiliki k Opti setiap res kristalisas memengar hidrogen. menjadi k protein ter method cu tepat deng berjalan se Pros MOE 200 sesuai den dalam pe solvasi pe dengan ni mengalam konformas Gambar 6 kecil setel stabil dan kristalisas Gambar igan. Prose r Medan kan). Meda g lain kare engan inhib tabil (Fitria RMS 0.001 kuran molek miliki bobo MS lebih k a lebih kecil keadaan yan imisasi geo idu sehingg i. Hal ini ruhi intera Proses opti keadaan terp rlihat. Kem urrent force gan keadaa esuai denga ses minimis 08.10 dilak ngan keadaa nambatan erlu dihilan ilai gradien mi minimisa si seperti d 6 untuk pro lah dioptim n siap untuk i dari PDB 5 Protein γ es optimisas gaya94x an gaya MM ena kepeka itor. Semak asari 2008). 1 kkal/Åmo kul: semakin ot molekul ecil. Lampi l setelah pro ng stabil un ometri prote ga memunc perlu dilak aksi penam imisasi prot protonasi m mudian muat e field untuk an alaminy an keadaan n sasi energi kukan pada an sistem, y molekular, ngkan (Fad n RMS 0.05 asi energi, ditunjukkan otein MAPK misasi (Lamp k ditambatk perlu dilaku (a) γ-interferon si ini meng (MMFF94 MFF94x leb aannya cuk
kin kecil nil Proses min ol. Gradien n besar mol yang lebih iran 5 menu oses optimi ntuk proses p ein diawali culkan kem kukan kare mbatan, mi tein selanjut menyebabka tan ditamba k meyakink ya sehingga nyata. protein de potential yaitu MMFF keadaan p dilah 2010). 5 kkal/Åmo struktur pada Gam K. Semua p piran 6), ya kan dengan ukan untuk sebelum op ggunakan m 4x) berdas bih baik di kup tinggi d lai ∆Hf, str nimisasi ene n RMS ya lekul, gradie h kecil darip unjukkan ba sasi. Artiny penambatan dengan me mbali atom ena keberad isalnya me tnya ialah p an posisi at ahkan denga kan bahwa m a proses pe engan men setup. Para F94x. Jenis protein dib . Proses m ol yang ses protein ak mbar 5 untu protein mem ang menunju n ligan-ligan mempersin ptimisasi (a) metode sem sarkan nil ibandingkan dalam opti ruktur yang ergi ligan d ang digunak en RMS-ny pada protei ahwa nilai ∆ ya, ligan-lig n molekular enambahkan hidrogen y daan atom elalui terbe protonasi. Pe tom hidroge an menggun muatan pro enambatan miempiris M lai ∆Hf ( n dengan m imisasi geo dihasilkan dilakukan de kan disesu ya semakin b in sehingga ∆Hf dari 24 gan tersebut r. Merck (kalor medan ometri akan engan uaikan besar. a nilai ligan telah n hidrogen yang hilang hidrogen entuknya i erubahan pr en pada str nakan param otein terprot molekular pada g saat dapat ikatan rotein ruktur meter tonasi akan nggunakan p ameter med s solvasinya buat kaku minimisasi e suai untuk kan mengal uk protein miliki nilai ukkan bahw n. Optimisa ngkat waktu perangkat dan gaya d a fase gas k sehingga e energi dilak protein. Se lami perge γ-interferon ∆Hf yang wa protein s asi protein u penambata lunak diatur karena energi kukan etelah eseran n dan lebih sudah hasil an. (b)
9 G In ligan energ terten gibbs terjad Sema refin deng deng seny dihid inter nilai Gambar 6 P nteraksi Se Proses pen n dan protein gi dari konf ntu (Huang s ikatan yan di apabila akin kecil n Saat pros ement yang gan protein gan 16 prote awa aktif u drokurkumin aksi protein ∆G semuan H3 Gambar 7 ( Protein MAP enyawa Ak Kolor nambatan m n. Model pe formasi ika g dan Zou ng terjadi. S kompleks nilai ∆G, kom ses penam g bertujuan sehingga h ein induser unggulan te n dan dem n COX-2 d nya negatif. HO 3CO HO H3CO Struktur s (a) PK sebelum ktif Temu L rektum γ-In molekular b engikatan d atan yang b 2007). Fun Secara term ligan dan mpleks ters mbatan mol memperbai hasil yang kanker kolo emu lawak metoksikurku dengan 24 li OH Demetoks Dihidro enyawa liga Deme Dihi m optimisasi Lawak deng nterferon d berfungsi un iprediksikan erbeda-bed ngsi scoring odinamika, protein m sebut akan s lekular ber iki lebih lan
diperoleh orektum me k berdasarka umin (Gam igan dapat O H ikurkumin O OH okurkumin an terbaik h etoksikurkum idrokurkum (b) i (a) dan set
gan Protein dan MAPK ntuk menen n dengan ca a menggun g merupaka interaksi li memiliki nil semakin stab rlangsung, njut posisi l lebih akura enghasilkan an nilai ∆G mbar 7). Sal dilihat pad OCH hasil penamb min min ) elah optimi n Induser K K ntukan intera ara mengev nakan fungs an nilai en igan dan pro lai ∆G leb bil. juga terja ligan saat b at. Interaks n 2 kandidat G yang ren lah satu co a Lampiran OH OH H3 batan molek sasi (b) Kanker aksi antara aluasi nilai i penilaian nergi bebas otein dapat ih rendah. adi proses berinteraksi si 24 ligan t ligan atau ndah, yaitu ontoh hasil n 7 dengan kular
10 Pros nilai ∆G u −12.9877 antara pro iNOS ini, demetoksi −14.6358 demetoksi dan perkem pembentuk mengguna −9.6459 k sebesar. N dihidrokur menghasil dikatakan perkemban protein C Gambar 8 dan MAPK Gambar 8 Per Liga dibanding γ-interfero (Xavier et kecil darip Sela dalam men ligan yan berbandin Ki mengik ses penamb untuk senya dan −12.0 otein dan li nilai ∆G t ikurkumin d dan −12 ikurkumin d mbangan pr kan dan pe akan protei kJ/mol bert Nilai ∆G t rkumin da lkan nilai bahwa ked ngan prote COX-2 yan 8 menunjukk K dengan li batan molek awa dihidro 0132 kJ/mo igan tersebu erkecil diha dan dihidrok 2.8646 kJ/ dan dihidro rotein γ-inte erkembanga in COX-2 turut-turut terkecil pa an demeto ∆G berturu dua senyaw ein MAPK ng menyeba kan contoh igan dihidro kular meng okurkumin l. Hasil ter ut stabil. A asilkan oleh kurkumin. N /mol. Berd okurkumin erferon sehi an protein menghasilk untuk dem da jalur in oksikurkum ut-turut −1 wa ini berpo dan akhirn abkan pert h hasil pena okurkumin. ggunakan p dan demeto rsebut menu Akan tetapi, h protein γ-Nilai ∆G ya dasarkan berpotensi ingga pada iNOS. Pro kan nilai ∆ metoksikurku ni dihasilka min dengan 6.7172 dan otensi men nya dapat tumbuhan k ambatan mo rotein iNO oksikurkum unjukkan b pada jalur -interferon ang dihasilk data ini, menghamb akhirnya ak oses penamb ∆G sebesar umin dan d an oleh pe n protein n −13.5998 nghambat pe menghamb kanker yan olekular pro OS menghas min berturut bahwa kom r protein in dengan sen kan berturut senyawa bat pembent kan mengha batan mole r −11.1850 dihidrokurk enambatan MAPK 8 kJ/mol. D embentukan bat terbentu ng lebih g otein γ-inter silkan -turut mpleks nduser nyawa -turut aktif tukan ambat ekular 0 dan kumin ligan yang Dapat n dan uknya ganas. rferon (a) 8 Contoh protein rbandingan an atau s gkan aktivita on (Lee et t al. 2009). pada senyaw ain nilai ∆G ngikat resep ng diperluka ng terbalik d kuti persam ) hasil pena MAPK (b) n Senyawa enyawa ak asnya deng al. 2009) . Berdasark wa standar. G, nilai af ptor, dan ni an untuk m dengan nilai maan termod ambatan m Aktif Terb ktif demet an senyawa dan asam kan Tabel 1 finitas (pKi ilai tetapan menghamba i Ki, sedang dinamika ∆G = molekular pr baik denga toksikurkum a standar si rosmanirat 1, nilai ∆G i) menggam inhibisi (K at makromo gkan nilai ∆ RT ln Ki (b)
rotein γ-intterferon (a)) dan
an Senyawaa Standar min dan d imvastatin s t sebagai i kedua liga dihidrokurk sebagai inh inhibitor M an tersebut kumin hibitor MAPK lebih mbarkan ke Ki) menunjuk olekul (pro ∆G berbandi emampuan kkan konsen otein). Nilai ing lurus de ligan ntrasi i pKi engan
11
Tabel 1 Hasil penambatan ligan dengan protein induser kanker kolorektum Protein Senyawa ∆G (kJ/mol) Afinitas (pK
i ) Ki (µM) Efisiensi γ-interferon Demetoksikurkumin −14.6358 14.8090 1.55×10-15 0.5920 Dihidrokurkumin −12.8646 13.2820 5.22×10-14 0.4920 Simvastatin −9.4306 6.4610 3.45×10-7 0.2150 MAPK Dihidrokurkumin −16.7172 11.5440 2.86×10-12 0.4280 Demetoksikurkumin −13.5998 10.2080 6.19×10-11 0.4080 Asam rosmanirat −11.9576 8.7040 1.97 ×10-9 0.3350
Nilai Ki demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin dengan γ-interferon berturut-turut ialah 1.55×10-15 dan 5.22×10-14 µM, dan dengan MAPK berturut-turut ialah 2.86×10-12 dan 6.19×10-11μM. Nilai-nilai tersebut lebih kecil daripada nilai Ki standar simvastatin untuk γ-interferon dan standar asam rosmanirat untuk MAPK. Oleh karena itu, kedua senyawa berpotensi mencegah kanker kolorektum. Efisiensi penghambatannya juga lebih besar daripada senyawa standar (Tabel 1).
Interaksi senyawa-senyawa pada sistem biologis dapat berupa ikatan kovalen dan interaksi nonkovalen. Interaksi nonkovalen terdiri atas ikatan hidrogen, ionik, hidrofobik, dan interaksi van der Waals (Bruice 2003). Ikatan hidrogen pada kompleks protein-ligan standar dan protein-ligan temu lawak (Tabel 2) diidentifikasi dengan menggunakan program interaction pada MOE.
Tabel 2 Ikatan hidrogen residu asam amino γ-interferon dan MAPK dengan ligan Protein Senyawa Residu hidrogen Σ Ikatan
γ-interferon
Demetoksikurkumin Asp133, Lys101, Lys101, Lys117, Lys117, Lys129, Asn140 7 Dihidrokurkumin Ser94, Lys101, Lys101, Lys117, Lys117, Asn140 6 Simvastatin Thr139, Lys98, Lys101 3 MAPK
Dihidrokurkumin Tyr28, Lys143, Lys143, Thr182, Thr182 5 Demetoksikurkumin Leu176, Lys195, Lys195, Lys251 4 Asam rosmanirat Tyr28, Tyr28, Ala27, Tyr28, Lys143 5 Jumlah ikatan hidrogen menunjukkan kekuatan interaksi ligan dengan protein. Interaksi protein γ-interferon dengan ligan ditunjukkan pada Gambar 9. Ikatan hidrogen terbentuk antara residu Lys129 dan atom O dari gugus -OH, Asp133 dengan atom H dari gugus -OH, Lys117 dengan atom =O dan O–, Lys101 dengan atom O dari gugus -OH dan -OCH3 demetoksikurkumin (Gambar 9a). Dengan dihidrokurkumin, ikatan hidrogen terbentuk antara residu Lys117 dan atom O dari gugus -OH dan –OCH3, Ser94 dengan atom O dari gugus -OCH3, Asn140 dengan atom O–, serta Lys101 dengan atom =O dan O– (Gambar 9b).
Interaksi protein MAPK dengan ligan ditunjukkan pada Gambar 10. Ikatan hidrogen terbentuk antara residu Thr182 dan atom O–, Lys143 dengan atom O– dan =O, serta Tyr28 dengan atom H dari gugus –OH senyawa dihidrokurkumin (Gambar 10a). Dengan senyawa demetoksikurkumin, ikatan hidrogen terbentuk antara residu Leu176 dan atom O dari gugus -OCH3, Lys251 dengan atom H dari gugus -OH, serta Lys195 dengan atom O– dan =O (Gambar 10b).
12
(a)
(b)
(c)
Gambar 9 Interaksi γ-interferon dengan demetoksikurkumin (a), dihidrokurkumin (b), dan simvastatin (c)
13
(a)
(b)
(c)
Gambar 10 Interaksi MAPK dengan dihidrokurkumin (a), demetoksikurkumin (b), dan asam rosmanirat (c)
14
SIMPULAN DAN SARAN
Penapisan awal 24 senyawa aktif temu lawak secara in silico menggunakan teknik penambatan molekular pada 16 protein induser iNOS dan COX-2 yang berperan dalam patogenesis kanker kolorektum menunjukkan 2 senyawa yang berpotensi antikanker, yaitu dihidrokurkumin dan demetoksikurkumin. Berdasarkan parameter nilai ∆G, afinitas (pKi), tetapan inhibisi (Ki), efisiensi, dan ikatan hydrogen, kedua senyawa tersebut lebih menghambat protein γ-interferon pada jalur iNOS dan MAPK pada jalur COX-2. Hasil penambatan molekular kedua senyawa tersebut lebih baik dibandingkan dengan senyawa simvastatin sebagai inhibitor γ-interferon dan senyawa asam rosmanirat sebagai inhibitor MAPK. Oleh karena itu, senyawa demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin berpotensi sebagai antikanker kolorektum. Aktivitas kedua senyawa ini masih perlu dibuktikan lebih lanjut dengan uji in vitro dan uji in vivo.
DAFTAR PUSTAKA
Alderton WK, Coopera CE, Knowles RG. 2001. Nitric oxide syntheses: structure, function and inhibition. J Biochem. 357:593-615.
[BPOM] Badan Pengawas Obat dan Makanan. 2004. Monografi Ekstrak Tumbuhan Obat Indonesia. Jakarta (ID): BPOM RI.
Baxevanis AD, Oulette BFF. 2005. Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Protein. Ed ke-2. New York (US): J Wiley.
Boyle P, Langman JS. 2001. Epidemiology. Di dalam: Kerr DJ, Young AM, Hobbs FDR, editor. ABC of Colorectal Cancer. London (GB): BMJ. hlm 1-4.
Bruice P. 2003. Organic Chemistry. Ed ke-4. New Jersey (US): Prentice Hall. Chattopadhyay I, Biswas K, Bandyopadhyay U, Banerjee RK. 2004. Turmeric
and curcumin: biological actions and medicinal applications. Curr Sci. 87(1):44-53.
Datta D. 2002. Protein-ligand interactions: docking, design and protein conformational change [tesis]. California (US): California Institute of Technology Pasadena.
Fadilah. 2010. Penapisan senyawa bioaktif dari suku Zingiberaceae sebagai penghambat neuraminidase virus Influenza A (H1N1) melalui pendekatan docking [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Funkhouser T. 2007. Lecture: Protein-ligand Docking Methods. New Jersey (US): Princeton University.
Hastuti N, Pratiwi D, Armandari I, Nur N, Ikawati M, Riyanto S, Meiyanto E. 2008. Ekstrak etanolik kulit buah jeruk nipis (Citrus aurantiifolia (Cristm.) Swingle) menginduksi apoptosis pada sel payudara tikus galur Sprague dawley terinduksi 7,12-dimetilbenz[a]antrasena. Di dalam: Prosiding
15
Kongres Ilmiah ISFI XVI 2008; Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID): Cancer Chemoprevention Reseach Center. hlm 1-8.
Huang S, Zou X. 2007. Efficient molecular docking of NMR structures: application to HIV-1 protease. J Prot Sci. 16:43-51.
Itokawa H, Hirayama F, Funakoshi K, Takeya K. 1985. Studies on the antitumor bisabolane sesquiterpenoids isolated from Curcuma xanthorrhiza. Bull Chem Pharm. 33(8):88-92.
Jamakhani AM. 2010. In silico designing and docking analysis on insulin-like growth factor 1 receptor. J Adv Bioinformatics Appl Res. 1(1):69-83.
Kitchen DB, Decornez H, Furr JR, Bajorath J. 2004. Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications. Nature Rev Drug Discovery. 1:935-949.
Lee CS, Shin YJ, Won C, Lee YS, Park CG, Ye SK, Chung MH. 2009. Simvastatin acts as an inhibitor of interferon gamma-induced cycloxygenase-2 expression in human THP-1 cells, but not in murine RAW264.7 cells. J Biocell. 33(2):107-114.
Lim CS, Jin DQ, Oh SJ, Lee Ju, Hwang JK, Ha I, Han JS. 2005. Antioxidant and antiinflammatory activities of xanthorrhizol in hippocampal neurons and primary cultured microglia. J Neurosci Res. 6:831-838.
[MOE] Molecular Operating Enviroment. 2008. MOE Tutorial. Quebec (CA): MOE.
O’Neill GP, Ford H. 1993. Expression of mRNA for cyclooxygenase 1 and cyclooxygenase 2 in human tissues. FEBS Lett. 13(2):156-160.
Pebriana RB, Romadhon AF, Yunianto A, Rokhman MR, Fitriyah NQ, Jenie RI, Meiyanto E. 2008. Docking kurkumin dan senyawa analognya pada reseptor progesteron: studi interaksinya sebagai selective progesterone receptor modulators (SPRMs). Pharmacon. 9(1):14-20.
Radji M. 2005. Peranan bioteknologi dan mikroba endofit dalam pengembangan obat herbal. Maj Ilmu Kefarmasian. 3:113-126.
Reddy A, Pati S, Kumar P, Pradeep H, Sastry G. 2007. Virtual screening in drug discovery: a computational perspective. Curr Prot & Peptide Sci. 8(4):329-351.
Sano H, Kawahita Y, Wilder RL, Hashiramoto A, Mukai S, Asai K, Kimura S, Kato H, Kondo M, Hla T. 1995. Expression of cyclooxygenase-1 and 2 in human colorectal cancer. Cancer Res. 55:3785-3789.
Setiani RFC. 2009. Sitotoksisitas fraksi aktif biji mahoni (Swietenia mahagoni) pada sel kanker payudara T47D [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sidik, Mulyono MW, Muhtadi A. 1995. Temu Lawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). Jakarta (ID): Phytomedica.
Voutsadakis IA. 2007. Pathogenesis of colorectal carcinoma and therapeutic implications: the roles of the ubiquitin-proteosome system and COX-2. J Cell Mol Med. 11(2):252-285.
Williams LS, Hopper PD. 2003. Understanding Medical-surgical Nursing. Ed ke-2. Philadelphia (US): FA Davis.
Xavier CPR, Lima F, Ferreira MF, Wilson CP. 2009. Salvia fruticosa, Salvia officinalis, and rosmarinic acid induce apoptosis and inhibit proliferation of
16
human colorectal cell lines: the role in MAPK/ERK pathway. Nutr & Cancer. 61(4):564-571. doi: 10.1080/01635580802710733.
Zafirellis K, Azchaki A, Agrogiannis G, Gravani K. 2010. Inducible nitric oxide synthase expression and its prognostic significance in colorectal cancer. J Compilation. 118:115-124. doi: 10.1111/j.1600-0463.2009.02569.x.
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Persiapan protein target Persiapan senyawa temu lawak (ligan) Pencarian asam amino
dengan NCBI Penyejajaran sekuens
dengan EBI Scoring dengan EBI
Protein dengan skor tertinggi
Pemodelan homologi protein dengan
Swissmodel
Struktur 3D protein
Pencarian dari Sidik et al. (1995)
Pencarian struktur 3D dengan Chemspider dan
MOE
Struktur 3D ligan
Penambatan molekular protein target dan ligan
Analisis penambatan:
energi bebas gibbs (∆G), tetapan inhibisi (Ki), afinitas (pKi), efisiensi, dan ikatan
hidrogen Model molekul Optimisasi dan minimisasi ligan: - wash - muatan parsial - minimisasi energi Optimisasi geometri dan minimisasi energi protein: - penambahan hidrogen - protonate 3D - muatan parsial - minimisasi energi
18
Lampiran 2 Nama-nama protein induser kanker kolorektum
Protein Peran dalan mekanisme terjadinya kanker kolorektum Target penambatan molekular
iNOS Protein induser dari jalur inflamasi
Interleukin-1β,γ-interferon, faktor nekrosis tumor-α,
hipoksia, dan iNOS COX-2 Protein induser dari jalur tahap lanjut
β-Katenin, NF-κB, ERK1/2, p38, MAPK, AP1, PPARα, PEA3, NF-IL6, dan COX-2
Lampiran 3 Nama-nama ligan (senyawa bioaktif temu lawak) (Sidik et al. 1995)
No Nama senyawa 1 1-Hidroksi-1,7-bis(4-hidroksi-3-metoksi-fenil)-6-hepten-3,5-dion 2 1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)-7-(4-hidroksi-3-metoksifenil)-(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion 3 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-ol 4 5-Hidroksi-7-(4-hidroksifenil)-1-fenil-(1E)-1-heptena 5 7-(3,4-Dhidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena 6 Heksahidrokurkumin 7 Oktahidrokurkumin 8 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-on 9 trans-1,7-Difenil-1-heptadien-5-ol 10 α-Kurkumena 11 α-Turmeron 12 Ar-turmeron 13 β-Kurkumena 14 β-Seskuifelandrena 15 β-Turmeron 16 Bisdemetoksikurkumin 17 Kamfor 18 Kurkumin 19 Kurzerenon 20 Demetoksikurkumin 21 Dihidrokurkumin 22 Germakron 23 Sinamaldehida 24 Xantorizol
19
Lampiran 4 Contoh penyejajaran sekuens protein
CLUSTAL 2.1 multiple sequence alignment
gi|2944099|gb|AAC83554.1| MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|2935553|gb|AAC83553.1| MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_ MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|5306197|emb|CAB46089.1| MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|148298711|ref|NP_036743.3|MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|299367|gb|AAB26037.1| MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--- 47 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---- 46 gi|6754872|ref|NP_035057.1| MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---- 46 gi|20159734|gb|AAM11887.1| MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---- 46 gi|3901274|gb|AAC78630.1| MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--- 47 gi|50978930|ref|NP_001003186.MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--- 47 gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2_MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--- 47 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2_ MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS 50 gi|24041029|ref|NP_000616.3| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS 50 gi|120660146|gb|AAI30284.1| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS 50 gi|219520412|gb|AAI44127.1| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS 50 gi|118572676|sp|Q27995.3|NOS MACPWQFLFKIKSQKVDLATELDINNNVGKFYQPPSSPVTQDDPKRHSPG 50 gi|116003827|ref|NP_00107026 MACPWQFLFKIKSQKVDLATELDINNNVGKFYQPPSSPVTQDDPKRHSPG 50 gi|290564221|ref|NP_00116645 MACPWNFLWKLKSSRYDLTEEKDINNNVGKAS-HLYSPEIQDDPKYCSPG 49 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2_ MACPWNFLWKLKSSRYDLTEEKDINNNVGKAS-HLYSPEIQDDPKYCSPG 49 *****:**:: * : : * ****** * ** *** : gi|2944099|gb|AAC83554.1| KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|2935553|gb|AAC83553.1| KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_ KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|5306197|emb|CAB46089.1| KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|148298711|ref|NP_036743.3 KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|299367|gb|AAB26037.1| KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M -HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVT-STRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 94 gi|6754872|ref|NP_035057.1| -HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVT-STRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 94 gi|20159734|gb|AAM11887.1| HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 95 gi|3901274|gb|AAC78630.1| KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGRSFQDTL 97 gi|50978930|ref|NP_001003186 KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGRSFQDTL 97 gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2 KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGMTFQDTL 97 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2 KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100 gi|24041029|ref|NP_000616. KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100 gi|120660146|gb|AAI30284.1| KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100 gi|219520412|gb|AAI44127.1| KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100 gi|118572676|sp|Q27995.3|NO KHGNESPQPLTGTVKTSPESLSKLDAPPSACPRHVRIKNWGSGVTFQDTL 100 gi|116003827|ref|NP_00107026 KHGNESPQPLTGTVKTSPESLSKLDAPPSACPRHVRIKNWGSGVTFQDTL 100 gi|290564221|ref|NP_00116645 KHQNGSSQSLTGTAKKVPESQSKPHKPSPTCSQHMKIKNWGNGMILQDTL 99 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2_ KHQNGSSQSLTGTAKKVPESQSKPHKPSPTCSQHMKIKNWGNGMILQDTL 99 : * .* *. * :. *** * . . : .::::*****.* ::*** gi|2944099|gb|AAC83554.1| HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|2935553|gb|AAC83553.1| HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_ HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|5306197|emb|CAB46089.1| HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|148298711|ref|NP_036743.3|HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|299367|gb|AAB26037.1| HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 144 gi|6754872|ref|NP_035057.1| HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 144 gi|20159734|gb|AAM11887.1| HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 145 gi|3901274|gb|AAC78630.1| HHKAMGVLACTSKLCMGSIMNTKSLTRGPSDKPTPTEELLPQAIEFVNQY 147 gi|50978930|ref|NP_001003186 HHKAMGVLACTSKLCMGSIMNTKSLTRGPSDKPTPTEELLPQAIEFVNQY 147 gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2_HHKAKGDLACKSKSCLGAIMNPKSLTREPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 147 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2 HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|24041029|ref|NP_000616.3|HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|120660146|gb|AAI30284.1| HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|219520412|gb|AAI44127.1| HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|118572676|sp|Q27995.3|NO HQKAKGDLSCKSKSCLASIMNPKSLTIGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|116003827|ref|NP_0010702 HQKAKGDLSCKSKSCLASIMNPKSLTIGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150 gi|290564221|ref|NP_0011664 HTKAKTNFTCKPKSCLGSVMNPRSMTRGPRDTPIPPDELLPQAIEFVNQY 149 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2 HTKAKTNFTCKPKSCLGSVMNPRSMTRGPRDTPIPPDELLPQAIEFVNQY 149 * ** ::* .* *:.::*..:*:* * *.* * :****:****:***
20 lanjutan Lampiran 4 gi|2944099|gb|AAC83554.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|2935553|gb|AAC83553.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|5306197|emb|CAB46089.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|148298711|ref|NP_036743 YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|299367|gb|AAB26037.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 197 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2 YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 194 gi|6754872|ref|NP_035057.1|YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 194 gi|20159734|gb|AAM11887.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC 195 gi|3901274|gb|AAC78630.1| YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKDIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 197 gi|50978930|ref|NP_001003 YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKDIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 197 gi|85542913|sp|O62699.2|NO YSSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 197 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|24041029|ref|NP_000616 YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|120660146|gb|AAI30284.1|YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|219520412|gb|AAI44127.1|YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|118572676|sp|Q27995.3|N YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|116003827|ref|NP_00107 YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC 200 gi|290564221|ref|NP_00116 YDSFKEAKIEEYLARVETVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKLAWRNAPRC 199 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS YDSFKEAKIEEYLARVETVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKLAWRNAPRC 199 *.*********:***:*:***:********** ******** ******** gi|2944099|gb|AAC83554.1| IGRIQWSNLQVFDARSCSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|2935553|gb|AAC83553.1| IGRIQWSNLQVFDARSCSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS IGRIQWSNLQVFDARSCSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|5306197|emb|CAB46089.1| IGRIQWSNLQVFDARSCSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|148298711|ref|NP_036743 IGRIQWSNLQVFDARSCSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|299367|gb|AAB26037.1| IGRIQWSNLQVFDARSRSTASEMFQHICRHILYATNSGNIRSAITVFPQR 247 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2 IGRIQWSNLQVFDARNCSTAQEMFQHICRHILYATNNGNIRSAITVFPQR 244 gi|6754872|ref|NP_035057.1 IGRIQWSNLQVFDARNCSTAQEMFQHICRHILYATNNGNIRSAITVFPQR 244 gi|20159734|gb|AAM11887.1| IGRIQWSNLQVFDARNCSTAQEMFQHICRHILYATNNGNIRSAITVFPQR 245 gi|3901274|gb|AAC78630.1| IGRIQWSNLQVFDARSCSTAKEMFEHICRHLRYASNNGNIRSAITVFPQR 247 gi|50978930|ref|NP_0010031 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAKEMFEHICRHLRYASNNGNIRSAITVFPQR 247 gi|85542913|sp|O62699.2|NO IGRIQWSNLQVFDARSCSTAKEMFEHICRHLRYASNNGNIRSAITVFPQR 247 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS IGRIQWSNLQVFDARSCSTAREMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|24041029|ref|NP_000616 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAREMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|120660146|gb|AAI30284.1 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAREMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|219520412|gb|AAI44127.1 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAREMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|118572676|sp|Q27995.3 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAQEMFEHICRHVRYATNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|116003827|ref|NP_001070 IGRIQWSNLQVFDARSCSTAQEMFEHICRHVRYATNNGNIRSAITVFPQR 250 gi|290564221|ref|NP_001166 IGRIQWSNLQVFDARSCHTAQEMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 249 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS IGRIQWSNLQVFDARSCHTAQEMFEHICRHVRYSTNNGNIRSAITVFPQR 249 ***************. ** ***:*****: *::*.************* gi|2944099|gb|AAC83554.1| SDGKHDFRIWNSQLIRYAGYQMPAGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|2935553|gb|AAC83553.1| NDGKHDFRIWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2 SDGKHDFRIWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|5306197|emb|CAB46089.1| SDGKHDFRIWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|148298711|ref|NP_036743 SDGKHDFRIWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|299367|gb|AAB26037.1| TDGKHDFRIWNSQLIRIAGYQMPDGTIRGDPATLEFTQLCIDLGWKPRYG 297 gi|266649|sp|P29477.1|NOS2 SDGKHDFRLWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDAATLEFTQLCIDLGWKPRYG 294 gi|6754872|ref|NP_035057.1| SDGKHDFRLWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDAATLEFTQLCIDLGWKPRYG 294 gi|20159734|gb|AAM11887.1| TDGKHDFRLWNSQLIRYAGYQMPDGTIRGDAATLEFTQLCIDLGWKPRYG 295 gi|3901274|gb|AAC78630.1| TDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGTILGDPASVEFTQLCIDLGWKPKYG 297 gi|50978930|ref|NP_00100318 TDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGTILGDPASVEFTQLCIDLGWKPKYG 297 gi|85542913|sp|O62699.2|NOS TDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGTILGDPASVEFTQLCIDLGWKPKYG 297 gi|1352513|sp|P35228.2|NOS SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|24041029|ref|NP_000616.3|SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|120660146|gb|AAI30284.1| SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|219520412|gb|AAI44127.1| SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|118572676|sp|Q27995.3| SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|116003827|ref|NP_0010702 SDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGSIRGDPANVEFTQLCIDLGWKPKYG 300 gi|290564221|ref|NP_0011664 TDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGTIQGDPANLEFTQLCIDLGWKPRYG 299 gi|8473504|sp|O54705.1|NOS TDGKHDFRVWNAQLIRYAGYQMPDGTIQGDPANLEFTQLCIDLGWKPRYG 299 .*******:**:**** ****** *:* **.*.:*************:**
21
Lampiran 5 Hasil optimisasi 24 senyawa bioaktif temu lawak
Ligan ∆Hf (kkal/mol)
Sebelum optimisasi Setelah optimisasi 1-Hidroksi-1,7-bis(4-hidroksi-3-metoksi-fenil)-6-hepten-3,5-dion 13593.0997 67.2179 1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)-7-(4- hidroksi-3-metoksifenil)-(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion 14736.5272 95.6366 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-ol 10202.6371 46.4087 5-Hidroksi-7-(4-hidroksifenil)-1-fenil-(1E)-1-heptena 10591.8883 44.4931 7-(3,4-Dihidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena 11000.4341 49.5342 Heksahidrokurkumin 4710.2162 74.0748 Oktahidrokurkumin 4799.9938 77.1668 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-on 10082.8408 47.6156 trans-1,7-Difenil-1-heptadien-5-ol 10215.9266 46.7751 α-Kurkumena 2812.3184 31.9333 α-Turmeron 3135.1727 39.5398 Ar-turmeron 3135.1727 39.5390 β-Kurkumena 3070.7061 15.8487 β-Seskuifelandrena 3089.6459 21.9675 β-turmeron 3312.0938 29.8503 Bisdemetoksikurkumin 4756.9507 46.0323 Kamfor 9579.2157 45.7415 Kurkumin 13593.0997 67.3493 Kurzerenon 7869.3964 48.8850 Demetoksikurkumin 5323.6052 59.7687 Dihidrokurkumin 4584.0684 62.3820 Germakron 364057.0502 51.8449 Sinamaldehida 1529.1367 25.0254 Xantorizol 3056.5867 30.8442
22
Lampiran 6 Hasil optimisasi protein induser kanker kolorektum Jalur Protein Induser Protein ∆Hf (kkal/mol) Sebelum optimisasi Setelah optimisasi iNOS Interleukin-1β 2941.8744 −7771.4937 γ-Interferon 3057.261 −8144.1089 Faktor nekrosis tumor-α 9828.2807 −30040.4268
Hipoksia 9829.3274 −28678.4674 iNOS 19024.6262 −64148.5258 COX-2 β-Katenin 11276.0971 −35177.1002 NF-κB 2415.7263 −7210.184 ERK 1 8743.7381 −24760.4675 ERK 2 8136.0648 −25219.9971 p38 1975.6734 −5187.0992 MAPK 7532.2062 −22662.4987 AP1 1151.795 −3679.9992 PPARα 5894.8482 −16314.5525 PEA3 4204.8181 −11827.8581 NF-IL6 1565.1941 −5827.7523 COX-2 5717.1388 −12837.1497
23
Lampiran 7 Hasil penambatan molekular 24 senyawa aktif temu lawak dengan protein COX-2
No Nama senyawa ∆G (kJ/mol)
1 Oktahidrokurkumin −11.9275 2 Demetoksikurkumin −11.1850 3 Dihidrokurkumin −9.6459 4 1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)-7-(4- hidroksi-3-metoksifenil)-(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion −9.6083 5 Heksahidrokurkumin −9.5993 6 metoksi-fenil)-6-hepten-3,5-dion 1-Hidroksi-1,7-bis(4-hidroksi-3- −9.4118 7 Kurkumin −9.3997 8 7-(3,4-Dihidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena −8.8586 9 5-Hidroksi-7-(4-hidroksifenil)-1-fenil-(1E)-1-hepten −8.7148 10 Bisdemetoksikurkumin −8.7059 11 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-ol −7.2849 12 trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-on −7.1372 13 trans-1,7-Difenil-1-heptadien-5-ol −6.8325 14 Xantorizol −6.6575 15 Germakron −6.3016 16 α-Turmeron −6.1692 17 Ar-turmeron −5.9895 18 β-Turmeron −5.9191 19 Kurzerenon −5.7089 20 α-Kurkumena −5.6312 21 Sinamaldehida −5.4568 22 β-Kurkumena −5.3969 23 β-Seskuifelandrena −5.0950 24 Kamfor −4.7917
Lampiran 8 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar dengan protein induser jalur iNOS
No. Protein Senyawa temu lawak
Parameter
Residu hidrogen Σ Ikatan ∆G Afinitas (pK
i) Ki (µM) Efisiensi
1 Interleukin-1β
7-(3,4-dihidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena −14.1796 9.1410 7.2277×10-10 0.4160 Gly125, Thr240, Gly123, Gly125 , Gly125, Thr240 6 1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)- 7-(4-hidroksi-3-metoksifenil)-(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion −13.8515 8.3220 4.7643×10-9 0.2870 Gly131, Gly122 2 Oktahidrokurkumin −13.5178 8.2460 5.6755×10-9 0.3050 Thr193, Cys239, Thr193 3 2 γ-Interferon
Demetoksikurkumin −14.6358 14.8090 1.5524×10-15 0.5920 Asp133, Lys101, Lys101, Lys117,
Lys117, Lys129, Asn140 7 Dihidrokurkumin −12.8646 13.2820 5.22396×10-14 0.4920 Ser94, Lys101, Lys101, Lys117,
Lys117, Asn140 6
7-(3,4-Dihidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena −12.7960 8.5260 2.9786×10-09 1.0660 Tyr141, Glu155, Glu155 4
3 nekrosis Faktor tumor-α
Dihidrokurkumin −11.3826 6.1030 7.8886× 10-7 0.2260 Glu155, Ser236, Asp237, Asp237,
Lys90, Ser236, Ser236 8 Demetoksikurkumin −11.1738 6.2760 5.2966×10-7 0.2320 Asp89, Leu235, Asp237, Leu134 4
1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)-
7-(4-hidroksi-3-metoksifenil)-(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion −9.8687 7.9690 1.0740×10
-8 0.2750 Leu235, Gln351, Lys 90, Lys238,
Gln351 5
4 Hipoksia
Dihidrokurkumin −12.0731 12.2510 5.6104×10-13 0.4540 Asp205, His102,Tyr116, Tyr116,
Arg268 5
Oktahidrokurkumin −11.9794 9.2500 5.6234×10-10 0.3430 Ser212, Asp220, Arg217, Arg218,
Arg218, Lys219 6 Demetoksikurkumin −11.9685 7.5050 3.1261×10-8 0.3000 Arg217, Arg218, Lys407 3
5 iNOS
Dihidrokurkumin −12.9877 15.8420 1.4388×10-16 0.5870 His100, Glu478, Lys85, Lys87, Lys87,
His100, Lys532, Lys532, Arg544 9 Demetoksikurkumin −12.0132 8.4280 3.7325× 10-9 0.3370 Pro280, Glu493, Lys496, Lys496,
Lys509 5
1-Hidroksi-1,7-bis(4-hidroksi-3-metoksifenil)-6-hepten-3,5-dion −11.5504 10.3670 4.2954× 10-11 0.3840 His100, Lys532, Lys532, Arg544, His100, Glu478, Lys87, Lys87, 9
26 25
Lampiran 9 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar dengan protein induser jalur COX-2
No. Protein Senyawa temu lawak
Parameter
Residu hidrogen Σ Ikatan
∆G Afinitas (pK
i) Ki (µM) Efisiensi
1 β-Katenin
Dihidrokurkumin −11.1272 8.4940 3.20×10-9 0.3150 Lys180, Lys180, Lys181 ,Lys181 4
Demetoksikurkumin −10.6072 8.1060 7.83×10-9 0.3240 Lys335, Lys335, Arg376, Arg376 4
7-(3,4-Dihidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena −9.9186 7.8950 1.27×10-8 0.3590 Ser473, Asn516, Lys435, Ser473, Arg474 5 2 NF-Κb
Dihidrokurkumin −12.1971 8.4570 3.49×10-9 0.3130 Asp305, Arg308, Arg308, Arg308,
Arg309 5
Demetoksikurkumin −10.7221 7.0500 8.91×10-8 0.2820 Asp274, Lys275, Arg336, Ser338,
Arg308 5
Kurkumin −10.1123 7.5320 2.93×10-8 0.2790 Arg308 1
3 ERK 1 Demetoksikurkumin −12.2547 13.4870 3.25×10-14 0.5390 Asp225, Arg194, Arg218, Arg218,
Arg240, Lys400 6
Dihidrokurkumin −12.0532 10.2530 5.58×10-11 0.3800 Val77, Asp195, Thr236, Lys197,
Lys197, Thr236 7
Heksahidrokurkumin −11.3169 7.1850 6.53×10-8 0.2660 Tyr71, Lys122, Leu133, Tyr71 4
4 ERK 2 Dihidrokurkumin −13.2115 10.8830 1.30×10
-11 0.4030 Val192, Asp340, Arg71, Arg176,
Arg176, Tyr209 6
Demetoksikurkumin −11.2364 8.2010 6.29×10-9 0.3280 Gln109,Lys118,Lys118 3
5 p38
Dihidrokurkumin −14.1653 9.4540 3.51×10-10 0.3500 Glu149, Arg162, Arg162, Arg162,
Arg179 5
Demetoksikurkumin −13.9624 8.9650 1.08×10-9 0.3590 Arg162, Arg162, Arg162, Arg179 4
Oktahidrokurkumin −13.1589 8.2840 5.19×10-9 0.3070 Lys178, Glu148, Arg179 3
6 MAPK
Dihidrokurkumin −16.7172 11.5440 2.85×10-12 0.4280 Thr55, Asp171, Thr55, Gln58, Arg140,
Phe175 6
Heksahidrokurkumin −14.4923 10.0870 8.18×10-11 0.3740 Gln54, Thr55, Thr55, Arg140, Phe175 5
27
lanjutan Lampiran 9
No. Protein Senyawa temu lawak
Parameter
Residu hidrogen Σ ikatan ∆G Afinitas (pK
i) Ki (µM) Efisiensi
7 AP1 Dihidrokurkumin −13.6541 10.4320 3.69×0-11 0.3860 Glu275, Arg263, Arg263, Lys268,
Lys268 5
Demetoksikurkumin −12.5131 10.2100 6.16×10-11 0.4080 Glu275, Lys268, Lys268, Lys271 4
8 PPARα Dihidrokurkumin −10.9872 9.1810 6.59×10-10 0.3400 Lys222, Arg226, Arg226 3
Demetoksikurkumin −10.8399 8.1340 7.34×10-9 0.3250 Tyr473, Lys476 2
Oktahidrokurkumin −10.7439 6.0040 9.90×10-7 0.2220 Ala411, Phe503, Ala411 3
9 PEA3 Dihidrokurkumin −13.3229 10.4730 3.36×10-11 0.3880 Lys456, Tyr473, Lys476 3
Demetoksikurkumin −13.0213 8.6390 2.29×10-9 0.3460 Tyr473, Lys476 2
Oktahidrokurkumin −12.6186 7.3580 4.38×10-8 0.2730 Ala411, Phe503, Ala411 3
10 NF-IL6 Dihidrokurkumin −11.3895 7.5910 2.56×10
-8 0.2810 Arg209, Lys211, Arg215 3
Demetoksikurkumin −10.1534 9.6460 2.25×10-10 0.3860 Gln220 4
11 COX-2
Oktahidrokurkumin −11.9275 5.1110 7.74×10-6 0.1890 Ser134,Thr145,Ser134 3
Demetoksikurkumin −11.1850 11.2390 5.76×10-12 0.4500 Ser26,Thr 210,Lys 199,Thr210 4
Dihidrokurkumin −9.6459 6.7220 1.89×10-7 0.2490 Glu132, Asp147. Ser143,Asn168 4
28 27
No. Protein Senyawa
Parameter
Residu Σ Ikatan hidrogen ∆G Afinitas (pK
i) Ki (µM) Efisiensi
1 γ-Interferon
Demetoksikurkumin −14.6358 14.8090 1.55×10-15 0.5920 Asp133, Lys101, Lys101, Lys117, Lys117, Lys129, Asn140 7 Dihidrokurkumin −12.8646 13.2820 5.22×10-14 0.4920 Ser94, Lys101, Lys101, Lys117,
Lys117, Asn140 6
Simvastatin −9.4306 6.461 3.45×10-7 0.215 Thr139, Lys98, Lys101 3
2 MAPK
Dihidrokurkumin −16.7172 11.5440 2.85×10-12 0.4280 Tyr28, Lys143, Lys143, Thr182,
Thr182 5
Demetoksikurkumin −13.5998 10.2080 6.19×10-11 0.4080 Leu176, Lys195, Lys195, Lys251 4
Asam rosmanirat −11.9576 8.488 3.25×10-9 0.3260 Tyr28, Tyr28, Ala27, Tyr28,Lys143 5 Lampiran 10 Perbandingan hasil penambatan molekular ligan terbaik dengan senyawa standar pada protein induser
29
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pakan Sinayan, Bukittinggi pada tanggal 10 Januari 1990 dari pasangan Bapak Rustam dan Ibu Khaiyar. Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara. Penulis menamatkan sekolah di SMAN 1 Tilatang Kamang pada tahun 2007 dan pada tahun yang sama melanjutkan kuliah di Program Diploma Institut Pertanian Bogor pada Program Analisis Kimia melalui jalur Usulan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis lulus dengan predikat sangat memuaskan pada tahun 2010 dan melanjutkan pendidikan S1 melalui Program Alih Jenis, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor (IPB) pada tahun 2010.
Selama menjalani masa perkuliahan diploma Institut, penulis melakukan praktik kerja lapangan di Pusat Studi Biofarmaka Bogor dengan judul laporan Validasi Metode Kromatografi Lapis Tipis Untuk Identifikasi Temu Lawak. Selain itu, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Anorganik di D3 Analisis Kimia IPB pada tahun ajaran 2011/2012 dan 2012/2013, Kimia Industri pada tahun ajaran 2011/2012, Statistika untuk Kimia Analitik pada tahun ajaran 2012/2013, serta Keselamatan Kerja Laboratorium dan Pengetahuan Bahan pada tahun ajaran 2012/2013.
