Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas Senyawa Analog Progesteron sebagai Penguat Endometrium Rahim dengan Metode Hansch-Fujita
LAPORAN TUGAS AKHIR
SANA RIANA AULIA 21-11-1043
SEKOLAH TINGGI FARMASI BANDUNG PROGRAM STUDI STRATA SATU FARMASI
Lembar Pengesahan
PROPOSAL PENELITIAN
Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas Senyawa Analog Progesteron sebagai Penguat Endometrium Rahim dengan Metode Hansch-Fujita
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat untuk Mengikuti Tugas Akhir I Sekolah Tinggi Farmasi Bandung
Sana Riana Aulia 21-11-1043
Bandung, 23 Januari 2015
Menyetujui, Pembimbing I
(Muhammad Nur Abdillah, M. Si., Apt)
Pembimbing II
DAFTAR ISI
1.7 Tempat dan Waktu Penilitian...7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...8
2.1 Endometrium...8
2.2 Implantasi...9
2.3 Hormon... 10
2.4 Hormon Progesteron...11
2.5 Sintesis dan Sekresi Progesteron...12
2.6 Fisiologi dan Khasiat Farmakologi...13
2.7 Mekanisme Kerja Progesteron...13
2.8 Derivat Progesteron...14
2.9 Hubungan Struktur dan Aktivitas Senyawa Progesteron...14
2.10 Data Aktivitas Biologi...16
2.11 Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas...17
2.11.1 Model Pendekatan HKSA Free-Wilson...17
2.11.2 Model Pendekatan HKSA Hansch...18
2.11.3 Parameter Sifat Kimia Fisika dalam HKSA Model Hansch...18
2.11.4 Analisis Statistik dalam HKSA Model Hansch...19
BAB III METODELOGI PENELITIAN...22
BAB IV ALAT DAN PROGRAM...23
4.1 Alat... 23
4.2 Program... 23
5.1 Pencarian Data Aktivitas Biologi Dan Sifat Fisikokimia Dari Literatur...24
5.2 Pemodelan Molekul dan Optimasi Struktur Turunan Progesteron...24
5.3 Perhitungan Deskriptor Turunan Progesteron...24
5.4 Analisis Statistik...24
5.5 Validasi persamaan HKSA terpilih...24
5.6 Kajian HKSA antara Deskriptor dengan Aktivitas Biologi...25
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Meningkatkan kesehatan ibu menjadi salah satu goals dalam deklarasi MDGs (Millennium Development Goals). Indonesia turut andil dalam mendeklarasikan MDGs dengan cara, menyelaraskan goals tersebut dengan RPJMN (Rancangan Pembangunan Jangka Menengah Nasional) pada tahun 2009-2014, khususnya dalam bidang kesehatan.
Menjaga kesehatan reproduksi ibu, merupakan salah satu upaya untuk mencapai goals MDGs. Kesehatan reproduksi ibu perlu diperhatikan terutama saat kehamilan.
Kesehatan reproduksi ibu erat kaitannya dengan kasus seperti kegagalan implantasi yang dipengaruhi oleh endometrium rahim yang lemah, endometrium ini merupakan salah satu organ reproduksi yang berfungsi sebagi penyokong tumbuhnya janin.
Agar terjadi proses implantasi balstosis, endometrium harus di persiapkan. Adanya hormon progesteron dan estrogen membantu membuat lapisan endometrium pada rahim menebal sehingga memungkinkan untuk balstosis mengalami implantasi pada epitel edometrium, bagian ini membutuhkan peranan hormon estogen dan korpus luteum. Saat masuk ke bagian lebih dalam lagi dimana janin harus dipertahankan agar tetap berada dalam rahim maka diperlukan endometrium yang kuat.
sifatnya mirip dengan hormon progesteron alami yang berpotensi sebagai penguat endometrium.
Salah satu tahapan untuk mendapatkan analog progesteron yang memiliki potensi sebagai penguat endometrium dilakukan secara komputasi, dengan mengkaji hubungan kuantitatif struktur dan aktivitas (HKSA). Tahapan ini meliputi kajian terhadap sifat fisikokimia (lipopilisitas, elektronik, dan sterik)dari progesteron. Kajian HKSA merupakan analisis kuantitatif deskriptor yang mewakili sifat mekanisme dari obat tersebut. Untuk melakukan pengembangan obat baru perlu didukung dengan pengetahuan terhadap hubungan struktur dan aktivitas suatu senyawa, dengan harapan diperoleh obat baru dengan rasio efektivitas tinggi dan meminimalkan toksisitasnya.
1.2 Rumusan Masalah
Persamaan HKSA seperti apa yang dapat menunjukan bahwa analog progesteron yang diuji memiliki potensi sebagi penguat endometrium ?
1.3 Hipotesis
Diperoleh persamaan HKSA terbaik berdasarkan hubungan matematis deskriptor yang mewakili sifat fisikokimia terhadap aktivitas biologis. Sehingga, dapat dijadikan penuntun dalam merancang senyawa analog progesteron baru yang memiliki binding affinity baik terhadap reseptor progesteron
1.4Batasan Masalah
1.5 Tujuan Penelitian
1. Mendapatkan perameter fisikokimia yang diketahui dapat mempengaruhi aktivitas senyawa progesteron.
2. Menentukan turunan progesteron yang memiliki efektivitas lebih baik di bandingkan dengan progesteron alami. Berdasarkan korelasi terbaik deskriptor terhadap aktivitas biologi progesteron.
1.6 Manfaat Penelitian
Mengetahui sifat fisikokimia yang dapat mempengaruhi aktivitas biologis senaywa analog progesteron, sehingga dapat membantu perancangan obat baru yang berpotensi sebagai penguat endometrium rahim dari analog tersebut.
1.7 Tempat dan Waktu Penilitian
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hormon
Hormon merupakan bahan kimia organik yang dibebaskan pada waktu khusus dalam jumlah kecil. Hormone akan dikeluarkan oleh sel-sel endokrin ke dalam cairan jaringan atau sistem vaskular. Pada umumnya, hormon akan memberi efek pada tempat yang agak jauh dari tempat sekresinya, atau yang lazimnya disebut organ sasaran atau organ target, misalnya hormon pemacu folikel (FSH, follicle stimulating hormone) yang di hasilkan oleh kelenjar hopofisis anterior yang hanya merangsang jaringan tertentu di ovarium. Hormone terdiri dari berbagai mecam. Diantaranya adalah hormon polipeptida yang terdiri dari hormon tiriod dan hormon steroid.
2.2 Hormon Progesteron
Gambar 2. Struktur Senyawa Progesteron
Progesteron adalah hormon steroid yang memiliki 21 atom karbon. Progesteron mengontrol dan memodifikasi pesan estrogen. Progesteron diproduksi hanya oleh korpus luteum, kista yang tinggal setelah telur dikeluarkan selama ovulasi.
memproduksi progesteron selama masa kehamilan. Jika telur tidak dibuahi, progesteron disekresikan oleh ovarium sampai beberapa hari sebelum menstruasi, pada saat tingkat progesteron turun cukup untuk menghentikan pertumbuhan dinding rahim dan menyebabkan itu untuk mulai pecah, dan menstruasi terjadi kemudian.
Progesteron adalah satu-satunya hormon yang diperlukan untuk mempertahankan kehamilan. Fungsinya adalah untuk mengembangkan dan mematangkan lapisan rahim sehingga dapat mempertahankan kehamilan. Progesteron dibuat oleh korpus luteum menopang kehamilan sampai plasentadapat membuat cukup progesteron untuk mempertahankan kehamilan. Plasenta membuat sejumlah besar progesteron. Tubuh membuat 2 sampai 4 miligram per hari progesteron. Tapi selama kehamilan tubuh membuat 200 hingga 400 miligram per hari progesteron.
2.3 Sintesis dan Sekresi Progesteron
Progesteron diskresi oleh ovarium terutama dari korpus luteum selama fase pertengahan kedua siklus menstruasi. Sebenarnya siklus dimualai tepat sebelum ovulasi. Selain oleh ovarium, hormon ini juga disintesis di testis, korteks adrenal, dan plasenta. Kecepatan sekresinya dimulai dari beberapa mg sehari selama fase folikuler dan meningkat sampai 10-20 mg pada fase luteal, serta mencapai beberapa ratus mg pada masa akhir kehamilan.
Gambar 3. Siklus Berubahnya Endometrium
2.4 Fisiologi dan Khasiat Farmakologi
Pada saluran reproduksi progesteron akan mengendalikan efek proliferasi estrogen pada fase luteal dan fase sekretoris di endometrium. Terjadinya penurunan hormon ini secara tiba-tiba pada akhir siklus haid, merupakan penyebab utama keluarnya pendarahan haid. Pada keadaan normal, efek estrogen akan mendahului dan menyertai progesteron dalam hal efek pada endometrium dan hal ini penting untuk timbulnya siklus haid.
yang rendah (Mardjono, 2009). Namun pemberian hormon progesteron sitesis secara berlibih akan memberikan efek sebaliknya yaitu menjadi zat kontrasepsi.
2.5 Mekanisme Kerja Progesteron
Progesteron terikan pada reseptor progesteron. Sel target dari hormon ini adalah saluran reproduksi wanita, kelenjar susu, hipotalamus, dan hipofisis. Setelah progesteron terikat pada reseptor progesteron, senyawa progestin yang sifatnya seperti Progesteron alami akan memperlambat frekuensi pelepasan gonadotropin releasing hormone (GnRH) dari hipotalamus dan menekan pelepasan LH(luteinizing hormone) pada saat pra-ovulasi. Pada wanita yang memiliki estrogen endogen yang memadai, progesteron mengubah suatu proliferasi endometrium menjadi salah satu sekretorik. Progesteron sangat penting untuk pengembangan jaringan desidua dan diperlukan untuk meningkatkan penerimaan endometrium untuk implantasi embrio. Setelah embrio telah ditanamkan, progesteron berperan untuk mempertahankan kehamilan. Progesteron juga merangsang pertumbuhan jaringan alveolar susu dan melemaskan otot polos uterus. Memiliki sedikit estrogenik dan aktivitas androgenik.
2.6 Derivat Progesteron
Derivat progesteron, golongan progestin merupakan hasil modifikasi struktur testosteron tanpa atom C19 atau derivat 19-nortestosteron (Mardjono, 2009). Golongan pregnan, terdiri atas progesteron, megastrol asetat dan medroksiprogesteron asetat (MPA), dan lain-lain. Golongan estran salah satunya terdiri atas 19-nortestoteron, noretindron, etinodiol diasetat, serta golongan gonan, contohnya: norgestrel, desogestrel, norgestimat.
Derivat progesteron diketahui bekerja secara agonis, yaitu senyawa tersebut mempunyai aktivitas intrinsik. Strukturnya dapat berubah sedemikian rupa sehinga menjadi konformasi yang khas untuk menghasilkan respon biologis yang sama seperti senyawa progesteron yang asli.
2.7 Hubungan Struktur dan Aktivitas Senyawa Progesteron
maupun non-kompetitif. Senyawa progesteron mempunyai hubungan sebagai berikut, untuk menunjukan aktivitas biologisnya:
1. Djerassi tahun 1953,telah dapat mensintesis 19-norprogesteron yang pada pemberian secara intramuskular ternyata mempunyai aktivitas 8 kali lebih besar dari pada progesteron.
2. Bentuk ester dari 17α-hidroksiprogesteron mempunyai aktivitas lebih tinggi dan masa kerja yang lebih panjang dibanding progesterone, hal ini disebabkan gugus 17α-ester dapat mencegah reduksi gugus keton pada C20 menjadi gugus
alkohol yang tidak aktif. Selain itu bentuk ester dapat meningkatkan kelarutan senyawa dalam lemak,membentuk depo,dan ester dilepaskan secra perlahan lahan. Bentuk ester tersebut kemudian mengalami hidrolisis melepaskan obat aktif sehingga masa kerja obat menjadi lebih panjang.
3. Adanya gugus metil pada posisi C6α dapat menurunkan kecepatan reduksi
ikatan rangkap C4-5 dan gugus 3-keto serta meningkatkan kelarutan dalam
lemak sehingga masa kerja obat menjadi lebih panjang. Contoh: medroksiprogesteron asetat
4. Aktivitas progestinturunan 17α-asetoksiprogesteron meningkatkan substitusi gugus metil atau klor pada posisi C6α dan ikatan rangkap pada posisiC
6-7.Contoh:megestrol asetat dan klormadinon asetat. Megestrol asetat
digunakan untuk pengobatan kanker payudara dan karsinima endometrial. Didrogesteron adalah bentuk isomer cis pada hubungan cincin B dan C dari 6-7-dehidroprogesteron.Senyawa ini digunakan untuk memelihara kehamilan,tidak menimbulkan efek menskulinisasi,adrogenik dan estrogenik.
6. Pemasukan gugus metil pada posisi 6α dapat menghabat metabolisme dan peningkatan aktivitas progestin. Contoh: 6α-metil, 17β-propiniltesteron (dimestiteron).
7. Hilangnya gugus metil pada C19 dari struktur testosteron (19-nortestosteron)
akan meningkatkan aktivitas progestin dan menurunkan aktivitas androgen. Turunan 19-nortestosteron mempunyai aktivitas penghambat ovulasi yang tinggi.17α-etinil-19-nortestosteron (noretindron) pada pemberian secara oral aktivitasnya 5-15 kali lebih besar dibanding aktivitas progesteron. Noretindron pada pemberian secara oral aktivitasnya 10 kali lebih besar dibanding isomernya (noretinodrel), tetapi pada pemberian secara subkutan aktivitasnya hampir sama.
8. Penambahan gugus metil pada C18α’ misal, pada norgestrel dan pada atom C9
-C10 dan C11-C12 (gestrinon) akan menghilangkan aktivitas estrogenik dan
progestinik, tetapi senyawa sangat aktif untuk pengobatan endrometriosis.
9. Bentuk ester pada gugus 17β-hidroksi mempunyai masa kerja lebih panjang. Contoh: nerotindron asetat, nerotindodron enantat dan etinodiol diasetat.
10. Hilangnya gugus keto pada C3’ misal pada linestrenol dan elilestrenol,
meningkatkan aktivitas androgenik.Hormon progestin yang sering digunakan sebagai oral kontrasepsi dalam bentuk kombinasi dengan hormon estrogen adalah noretindro, levonorgestrel, etinodiol diasetst dan lineestrenol.
2.8 Endometrium
Endometrium adalah lapisan terdalam pada rahim dan merupakan organ tempat menempelnya ovum yang telah dibuahi. Endometrium merupakan mukosa yang melapisi rahim, dengan peran dalam siklus reproduksi normal, implantasi, plasentasi, dan kehamilan (Corine, et al.,2012).
menempel di lapisan endometrium (implantasi), maka ovum akan terhubung dengan badan induk, dengan plasenta yang terhubung dengan tali pusat pada bayi.
Endometrium merupakan organ penting untuk menyokong pertumbuhan janin. Peristiwa selular dan molekuler dalam rahim mempengaruhi keberhasilan balstosit untuk di terima oleh endometrium pada saat implantasi.Gambaran molekuler pada reseptivitas endometrium dapat dikatagorikan sebagai berikut:
1. Transformasi membran plasma epitel luminal,
2. Sekresi glandular,
3. Desidualisasi stroma, dan
4. perubahan populasi sel immun.
Bagaimanapun juga mekanisme molekuler reseptivitas endometrium belum jelas karena terbatasnya literatur dan perbedaan proses ini diantara mamalia (Song,et al., 2007) dan (Achache,et al., 2006).
Faktor endometrium, pada tingkat molekuler, telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa kasus infertilitas, keguguran berulang dan kegagalan implantasi. Hal ini berkaitan dengan transkrip endometrium yang diatur oleh progesteron, melalu modulasi rahim dengan cara spatiotemporal (Tapia-Pizarro,et al., 2014).
Kerja endometrium dipengaruhi oleh hormon FSH (follicle stimulating hormone), LH, hormon estrogen, dan hormon progesteron.
2.9 Implantasi
Implantasi yakni proses perlekatan dan infiltrasi,bahkan adakalanya disertai invasi sel-sel trofoblas kedalam selaput endometrium induk (Djuwita,et al., 2009). Proses tersebut merupakan fase awal dari kehamilan dimana embrio melekat pada didnding rahim. Proses ini diwali dengan adplantation, tahap pertama ini membutuhkan blastokista yang baru menetas untuk melekat pada epitel endometrium.
pemeriksaan uteri, total dari 26 blastosis yang ditanamkan, dua blastosis melekat dengan baik tetapi masih pada permukaan endometrium. Blastosis yang tersisa ditemukan pada tahap akhir dari implantasi setelah ovulasi. Implantasi manusia terjadi pada hari ketujuh setelah ovulasi (Wilcox, et al., 1999).
Proses implantasi membutuhkan peningkatan estradiol preovulasi yang memacu proliferasi dan differensiasi sel epitel, dilanjutkan dengan produksi progesteron oleh korpus luteum yang memacu proliferasi dan differensiasi stroma endometrium. Implantasi pada manusia terdiri dari tiga tahap, yaitu: Tahap pertama adalah aposisi, yaitu: adesi blastosit pada endometrium, pada tahap ini terjadi pertemuan antara mikrovilli permukaan sinsisiotropoblast dengan mikroprotrusion dari epitel permukaan endometrium yang disebutpinopodes. Aposisi dan selanjutnya implantasi terutama terjadi pada bagian fundus uterus. Tahap selanjutnya adalah adesi yang stabil, ditandai dengan meningkatnya interaksi fisik antara blastosit dengan epitel endometrium. Tahap selanjutnya adalah invasi, pada tahap ini terjadi penetrasi blastosit kedalam epitel endometrium (Song,et al., 2007) dan (Rendon,et al., 2006).
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap implantasi:
1. Hormon-hormon ovarium dan berbagai reseptor didalamnya.
2. Growth factors, yang meliputi epidermal growth factor (EGF) family member, vascular endothelial growth factor (VEGF).
3. Cytokines, seperti Leukimia Inhibitory factor (LIF), interleukin 11(IL-11), Colony stimulating factor-1 (CSF-1), Cyclooxygenase-2 (Cox-2).
4. Modulator-modulator untuk perlekatan sel, yaitu : Mucin 1 (Muc 1),Integrins, danBasigin (Bsg)
Faktor-faktor perkembangan (developmental factors), misalnya homeobox (Hox) genes.
2.10 Data Aktivitas Biologi
Tabel 1. Rasio Binding Affinity (RBA) Turunan Progesteron terhadap Progesteron Reseptor (PR), Aldosteron Reseptor (AR), dan Estrogen Reseptor (ER)
Progestin PR AR ER
Levonoegestrel-3-oxime (deacetylated norgestimate) 10 0
-Desogestrel 1 Β β
2.11 Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas
penting rancangan obat, dalam usaha mendapatkan suatu obat baru dengan aktivitas yang lebih besar, keselektifan yang lebih tinggi, toksistas atau efek samping sekecil mungkin dan kenyamanan yang lebih besar, akan lebih menghemat biaya atau lebih ekonomis karena untuk mendapatkan obat baru dengan aktivitas yang dikehendaki , faktor coba-coba ditekan sekecil mungkin sehingga jalur sintesis menjadi lebih pendek (Siswandono, 2008).
2.11.1 Model Pendekatan HKSA Free-Wilson
Free dan Wilson (1964), mengemukakan suatu konsep hubungan struktur dan aktivitas biologis obat, yang dinamakan model de novo atau model matematik Free-Wilson. Mereka mengemukakan bahwa respons biologis merupakan sumbangan aktivitas dari gugus-gugus substituen terhadap aktivitas biologis senyawa induk, yang dinyatakan melalui persamaan berikut :
Log 1/C = Ʃ S + μ
Log 1/C : Logaritma aktivitas biologis S
Ʃ :Total sumbangan substituen terhadap aktivitas biologis senyawa Μ : Aktivitas biologis senyawa induk
Model de novo ini kurang berkembang karena tidak dapat digunakan bila efek substituen bersifat tidak linier atau bila ada interaksi antar substituen (Siswandono, 2008). Selain itu model ini memerlukan banyak senyawa dengan kombinasi substituen yang bervariasi untuk dapat menarik kesimpulan yang benar. Namun model ini juga memiliki keuntungan karena dapat menghubungkan secara kuantitatif antara struktur kimia dan aktivitas biologis dari turunan senyawa dengan bermacam-macam gugus substitusi pada berbagai zona.
2.11.2 Model Pendekatan HKSA Hansch
menggunakan dasar persamaan Hammet yang didapat dari kecepatan hidrolisis turunan asam benzoat, sebagai berikut:
Log (kx/kh) = ρ σ
kx dan kh :tetapan keseimbangan reaksi dari senyawa tersubstitusi dan senyawa
induk
Ρ : tetapan yang tergantung pada tipe dan kondisi reaksi serta jenis senyawa
Σ : tetapan yang tergantung pada jenis dan kedudukan substituen 2.11.3 Parameter Sifat Kimia Fisika dalam HKSA Model Hansch Parameter yang sering digunakan yaitu :
1. Parameter Hidrofobik
Parameter hidrofobik (lipofilik) yang sering digunakan adalah logaritma koefisien partisi (log P), tetapan π Hansch-Fujita, tetapan fragmentasi f Rekker-Mannhold dan tetapan kromatografi Rm.
2. Parameter Elektronik
Ada tiga jenis sifat elektronik yang digunakan, yaitu :
1. Pengaruh berbagai substituen terhadap reaktivitas bagian molekul yang tidak mengalami perubahan. Penetapannya menggunakan perhitungan orbital molekul.
2. Sifat elektronik yang berkaitan dengan tetapan ionisasi (pKa) dan berhubungan dengan bentuk terionkan dan tak terionkan dari suatu senyawa pada pH yang tertentu. Penetapannya menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach.
3. Sifat oksidasi-reduksi atau reaktivitas senyawa. Penetapannya menggunakan perhitungan mekanika kuantum dari energi orbital.
Tetapan elektronik yang sering digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas adalah tetapan σ Hammet, tetapan σi Charton, tetapan σ* Taft, dan tetapan F,
R Swain-Lupton.
1. Tetapan reaksi, contoh: pKa (tetapan disosiasi), K (Tetapan reaksi), t½ (waktu paruh biologis)
2. Sifat organik fisik, contoh: E (potensial redoks), ∆ v (spektra infra-merah) dan δ ppm (spektra NMR)
3. Total energi elektron dalam molekul, contoh: Etot, EHOMO dan ELUMO
3. Parameter Sterik
Tetapan sterik substituen dapat diukur berdasarkan sifat meruah gugus-gugus dan efek gugus pada kontak obat dengan sisi reseptor yang berdekatan.
Tetapan sterik yang sering digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas adalah tetapan Es Taft, tetapan Esc Hancock, tetapan dimensi van der waal’s,
tetapan U Charton, dan tetapan sterimol Verloop. Karena data tetapan sterik tersebut tidak tersedia untuk banyak tipe substituen, parameter sterik yang dihitung secara teoritis juga digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas yaitu berat molekul (BM = MW), refraksi molar dan parakor.
2.11.4 Analisis Statistik dalam HKSA Model Hansch
Perhitungan statistik yang banyak digunakan dalam hubungan struktur dan aktivitas melalui parameter-parameter kimia fisika adalah regresi linier dan non linier.
1. Regresi Linier
Perhitungan regresi linier digunakan untuk mencari hubungan antara aktivitas biologis dengan satu parameter kimia fisika atau lebih.
Y = bX + a
Y : aktivitas biologis (variabel tergantung)
X : parameter kimia fisika (variabel tidak tergantung)
a,b : koefisien regresi
Regresi linier untuk dua dan tiga parameter kimia fisika, dapat dinyatakan melalui parameter-parameter sebagai berikut:
X1, X2 dan X3 : parameter-parameter kimia fisika 1, 2 dan 3
2. Regresi Prabola
Disamping model persamaan linier hubungan antara aktivitas biologi dan deskriptornya dapat dinyatakan dalam persamaan kuadrant dalam bentuk umum:
Y = a(X)2 + bX + c
Jika akan dibuat model matematika kuadratik dari data aktivitas biologi suatu senyawa dan deskriptornya. Maka, persamaanya menjadi seperti berikut:
Y = a(π)2 + bπ+ c
Nilai optimum dari π dapat diperoleh dengan menurunkan persamaan regresi parabolik yang kedua terhadap π yaitu:
dY/dπ = 2aπ + b=0
3. Regresi Multilinier
Perhitungan regresi multi linier pada dasarnya sama seperti regresi linier. Jika variabel bebas diketahui maka dapat dihitung perkiraan aktivitas biologinya berdasarkan model persamaannya, namun perbedaannya yaitu, pada regresi multilinier pengujiannya dilakukan pada satu variabel terikat dan dua atau lebih variabel bebas.
4. Kriteria Statistik
Keabsahan persamaan yang diperoleh dan arti perbedaan parameter yang digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas model Hansch, dapat dilihat dengan beberapa kriteria statistik seperti r, r2, F, t dan s. Arti kriteria statistik:
a. Nilai r (koefisien korelasi)
Menunjukkan tingkat hubungan antara data aktivitas biologis pengamatan percobaan dengan data hasil perhitungan berdasarkan persamaan yang diperoleh dari analisis regresi. Semakin tinggi nilainya semakin baik hubungannya.
Menunjukkan berapa % aktivitas biologis yang dapat dijelaskan hubungannya dengan parameter sifat kimia fisika yang digunakan.
c. Nilai F
Menunjukkan kemaknaan hubungan bila dibandingkan dengan tabel F. Makin besar nilai F semakin besar derajat kemaknaan hubungan.
d. Nilai t
Menunjukkan perbedaan koefisien regresi a, b, c dan d dari persamaan regresi bila dibandingkan dengan tabel t.
e. Nilai s (simpangan baku)
Menunjukkan nilai variasi kesalahan dalam percobaan.
5. Validasi Silang
Validasi silang adalah metode untuk menguji validasi regresi dengan menggunakan data uji diluar data yang digunakan. Sehingga diperoleh persamaan terbaik dari analisis regresi tersebut. Kriteria untuk validasi salah satunya dengan melihat hasil PRESS (Predicted Residual Sum or Squer) yang terkecil. Validasi ini telah dilakukan pada pemilihan kelompok model, dengan nilai r2 paling besar.
BAB III METODELOGI PENELITIAN
Langkah pertama dari penelitian ini adalah pencarian senyawa penenuntun yang diketahui berpotensi sebagai penguat endometrium rahim. Progesteron digunakan sebagai senyawa penuntun berdasarkan indikasi farmakologinya. Kemudian dilakukan modifikasi molekul dengan cara penambahan subtituen pada senyawa aktif progesteron, dengan menggunakan metode pendekatan Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas Hansch (HKSA-Hansch).
Dilakukan berbagai perhitungan parameter fisikokimia seperti sumbangan sifat-sifat lipofilik, elektronik, dan sterik dari gugus terhadap sifat-sifat senyawa seperti senyawa penuntun yang dapat mempengaruhi aktivitas biologis. Penentuan parameter fisikokimia berdasarkan masing-masing sifatnya kemudian dijadikan sebagi deskriptor untuk menentukan model matematika yang dapat menggambarkan HKSA dari senyawa progesterondengan menggunakan model statistik linear regression,parabolic regression, dan multiple regression.
BAB IVALAT DAN PROGRAM 4.1 Alat
Penelitian ini dilakukan secara komputasi menggunakan seperangkat komputer dengan spesifikasi alat yang digunakan sebagai berikut:
1. Personal computer Intel® Core™ i5-2500M CPU @ 3,30 GHz
2. Memory of RAM 8,00 GB
3. OS 64-bit Microsoft Windows 7® Ultimate
4.2 Program
1. Chemoffice® 8,0 (ChemDraw Ultra dan Chem3D Ultra)
BAB V PROSEDUR PENELITIAN
5.1 Pencarian Data Aktivitas Biologi Dan Sifat Fisikokimia Dari Literatur
Data aktivitas biologi senyawa progesteron dicari menggunakan pencarian fisik serta memalui media online. Rasio binding afinitas (RBA) digunakan sebagai pendekatan data Aktifitas biologis senyawa progesteron serta turunannya. Sifat fisikokimianya ditentukan berdasarkan sifat fisikokimia progesteron untuk parameter HKSA.
5.2 Pemodelan Molekul dan Optimasi Struktur TurunanProgesteron
Pemodelan struktur senyawa turunan progesteron dua dimensi dibuat dengan menggunakan bantuan software ChemDraw Ultra® 8.0. Struktur yang didapat dari
pemodelan dua dimensi kemudian di copy-paste ke program Chem3D Ultra® 8.0.
kemudian dilakukan optimasi geometri terhadap molekul tiga dimensi. Optimasi geometri bertujuan untuk mendapatkan struktur dengan energi total molekul yang minimum.
5.3 Perhitungan Deskriptor Turunan Progesteron
Perhitungan deskriptor untuk senyawa turunan progesteron antara lain meliputi deskriptor Log P, Energi total, Energi HOMO, Energi LUMO, Dipole, Polar Area, Volume Molar, dan Berat Molekul (BM).
5.4 Analisis Statistik
Hasil perhitungan deskriptor kemudian diuji keterkaitanya menggunakan persamaan matemaits hasil korelasi. Digunakan analisis statistik model regresi linier, regresi parabola, dan regresi multikomponen. Hasilnya kemudian dilihat keabsahannya melalui kriteria statistik.
5.5 Validasi persamaan HKSA terpilih
5.6 Kajian HKSA antara Deskriptor dengan Aktivitas Biologi
DAFTAR PUSTAKA
Achache H, Revel A. Endometrial Receptivity Markers, The Journey to Succesful Embryo Implantation. Human Reproductive, 2006:12; 731-746.
Adolf E. Schindler, Carlo Campagnoli, René Druckmann, Johannes Huber, Jorge R. Pasqualini, Karl W. Schweppe, Jos H. H. Thijssen,
Classification and pharmacology of progestins. Science direct, 2003:
46S1; S7-S16
Alejandro Tapia-Pizarro, Paula Figueroa, Julio Brito, Juan Carlos Marín, David J Munroe and Horacio B Croxatto. Endometrial gene expression reveals compromised progesterone signaling in women refractory to embryo implantation. Reproductive Biology and Endocrinology 2014, 12:92.
Allen J. Wilcox, M.D., Ph. D., Donna Day Baird, Ph. D., and Clarice R. Weinberg, Ph. D. Time Of Implantation Of The Conceptus And Loss Of Pregnancy. The New England Journal Of Medicine 1999: 340(23): 1796-1799.
Ita Djuwita, Roza Helmita, Adi Wiranto, dan Wahyudin. Kajian In Vitro Aktivitas Sel-sel Trofoblas Blastosis Mencit Aging dan Pengaruhnya terhadap Kegagalan Implantasi. Jurnal Veteriner 2009: 10 (1): 1-6
Elnashar, and Aboul-Enein. Endometrial receptivity.Middle East Fertility Society Journal. 2004; 9(1): 10-24.
James G. Cronin, Matthew L. Turner, Leopold Goetze, Clare E. Bryant, and I. Martin Sheldon. Toll-Like Receptor 4 and MYD88-Dependent Signaling Mechanisms of the Innate Immune System Are Essential for the Response to Lipopolysaccharide by Epithelial and Stromal Cells of the Bovine Endometrium. BIOLOGY OF REPRODUCTION (2012) 86(2):51, 1–9. Norwitz ER MD, Schust DJ, Fisher SJ. Implantation and the Survival of Early
Pregnancy. The England Journal of Medicine 2001: 345 :1400-1408.
Rendon WAC, Alvares JFC, Martinez CG. Blastocyst-Endometrium Interaction: intertwining a Cytokin Network. Brazilian Journal of Medical and BiologicalResearch 2006: 39:1373-1385.
