Temuan yang ditargetkan: perolehan senyawa kandidat baru untuk obat antiinflamasi yang memiliki mekanisme kerja yang secara selektif menghambat enzim siklooksigenase 2 (COX-2). Kontribusi mendasar bagi suatu bidang ilmu: melalui penelitian ini diharapkan diperoleh beberapa senyawa baru yang memiliki aktivitas antiinflamasi dan mengetahui mekanisme kerjanya pada tingkat molekuler. Enzim siklooksigenase merupakan enzim yang berperan dalam timbulnya peradangan yang merupakan gejala dari beberapa penyakit.
Penemuan pengembangan senyawa obat yang dapat menghambat enzim siklooksigenase dapat digunakan untuk mengatasi nyeri, peradangan, rheumatoid arthritis dan osteoarthritis serta termasuk dalam kelompok obat anti inflamasi non steroid (OAINS). Perkembangan senyawa NSAID terus berkembang, terutama senyawa obat yang secara selektif hanya menghambat enzim siklooksigenase 2 (COX-2) untuk menghindari efek samping obat. Pengembangan senyawa tersebut difokuskan pada penggunaan bahan baku vanillin yang menjadi fokus penelitian kami Vanillin dan analognya merupakan senyawa yang aktif sebagai antioksidan, antiinflamasi, antikarsinogenik, antimikroba, dll.
Senyawa pengembangan tersebut merupakan senyawa pengembangan dari penelitian Ashraf, 2015, yang terbukti dapat menghambat enzim tirosinase jamur yang terkait dengan enzim siklooksigenase. Kemudian dilanjutkan dengan penyiapan file ligan dan file makromolekul untuk penambatan molekuler yaitu enzim siklooksigenase 2.
PENDAHULUAN
Mekanisme kurkumin sebagai antiinflamasi adalah dengan menghambat produksi prostaglandin yang dapat dimediasi oleh penghambatan aktivitas enzim siklooksigenase (Yu et al., 2015;. Berbagai struktur senyawa inhibitor selektif COX-2 merupakan turunan dari senyawa kurkumin, yaitu kurkumin monokarbonil substituen analokarbonil-analokarbonil-substituen kurkumin. Turunan okarbonilvanillin yang berpotensi memiliki aktivitas sebagai penghambat CO- X-2, sehingga pada penelitian ini senyawa-senyawa tersebut diseleksi secara virtual menggunakan metode molecular docking.
Untuk mendapatkan kandidat baru turunan vanilin dari diaril-karbonil (DVK) dan mengetahui mekanisme kerja senyawa ini dalam penghambatan selektif enzim siklooksigenase-2 (COX-2) yang lebih baik. Penelitian dan pengembangan obat NSAID telah berlangsung selama lebih dari satu abad, namun obat NSAID yang ideal belum ditemukan. NSAID klasik sering menyebabkan efek yang tidak diinginkan seperti pendarahan lambung dan kerusakan ginjal.
Kelas obat NSAID baru dari inhibitor COX-2 selektif ("coxib") memiliki toksisitas gastrointestinal dan ginjal yang lebih rendah, tetapi selektivitas yang sangat tinggi dapat meningkatkan risiko kejadian kardiovaskular (Segev & Katz, 2004; Coruzzi, Venturi & Spaggiari, 2007; G Funk & F, 2007). Kondisi di atas menunjukkan bahwa masih sangat diperlukan penemuan OAINS atau inhibitor COX-2 baru yang memiliki efek terapeutik dan toleransi yang lebih baik.
TINJAUAN PUSTAKA
Situs aktif COX, yang melakukan reaksi pertama dalam sintesis PG, tertutup dalam kantong yang terkubur di dalam protein, dapat diakses melalui saluran corong terbuka yang mengarahkan asam arakidonat dari membran ke situs aktif enzim. Situs aktif peroksidase pada permukaan enzim, yang mengubah peroksida pada molekul PGG2 menjadi gugus hidroksi, menggunakan gugus heme untuk memulai reaksi kimia (Goodsell, 2001; Blobaum dan Marnett, 2007). Berdasarkan penelitian yang menggabungkan kimia protein klasik, spektroskopi UV-terlihat dan EPR, dan kristalografi sinar-X, situs aktif prostaglandin sintase 1 (prostaglandin sintase-1 domba) telah dijelaskan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4.A (Smith, Garavito, dan DeWit, 1996).
Situs aktif COX adalah saluran yang diikat oleh residu hidrofobik dan diproyeksikan ke pusat domain globular utama enzim. Awalnya, baik alkil peroksida maupun peroksinitrit, yang berasal dari kondensasi nitrat oksida (NO) dan superoksida, mengoksidasi gugus heme di situs aktif peroksidase. Docking adalah pendekatan berbasis struktur (dan kompleks ligan-protein), sedangkan kesamaan farmakofor adalah pendekatan berbasis ligan. Statistik sering digunakan untuk mengevaluasi utilitas dan keakuratan protokol kontrol virtual.
Docking molekuler adalah teknik yang digunakan untuk mempelajari interaksi yang muncul dari molekul kompleks. Informasi tentang orientasi ini dapat digunakan untuk memprediksi kekuatan ikatan atau afinitas ikatan antara dua molekul menggunakan mis. fungsi penilaian. Docking sering digunakan untuk memprediksi orientasi pengikatan kandidat obat molekul kecil ke target proteinnya untuk memprediksi afinitas dan aktivitas molekul kecil.
Keuntungan dari metode molecular docking molecular modelling adalah dapat digunakan untuk memprediksi aktivitas suatu senyawa sebelum dilakukan sintesis, mengurangi penggunaan pelarut dan bahan kimia yang dapat mencemari lingkungan. Validasi metode linkage dengan cara relinking ligan asal ke binding site dapat digunakan untuk mengidentifikasi binding site suatu protein. Langkah pertama dalam pembuatan protokol adalah preparasi menggunakan SPORES untuk memisahkan protein dari co-crystalline ligand-nya, protein yang telah dipisahkan dari co-crystalline ligand-nya telah diprotonasi (melepaskan atom hidrogen pada sisi aktif COX-2 untuk mengisi kembali elektron valensinya sehingga dapat berikatan dengan ligan atau senyawa co-crystal sehingga terlihat muatannya) dan siap digunakan sebagai target virtual. sebagai pengganti protein target.
Jika nilai RMSD pada sisi aktif COX-2 di bawah 2.0Å, maka protokol tersebut diindikasikan mampu menghasilkan pose ligan kokristal dengan baik. Faktor pengayaan merupakan faktor untuk menilai kemampuan protokol skoring docking untuk membantu menemukan senyawa aktif dari dataset decoy. harus lebih besar dari 10, sedangkan nilai EF20% harus lebih besar atau sama dengan 3. Pada protokol standar, nilai EFmax adalah tak terhingga dan nilai EF20% adalah 4,0. Pada dasarnya software yang digunakan untuk preparasi ligan dan reseptor adalah sama yaitu Autodock Tools, yang membedakan adalah perhitungan determinasi afinitasnya.
Alat Autodock digunakan untuk pengoptimalan ligan dengan menambahkan biaya docking tamu dan menyesuaikan jumlah torsi aktif. Uji ini digunakan untuk mengetahui ada atau tidaknya perbedaan rata-rata antara dua kelompok sampel yang berpasangan (terkait).
![Gambar 2.1. Representasi struktural dimer murine PGHS (COX-2) [Kurumbail et al., 1996]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/9989756.0/12.918.378.573.106.285/gambar-representasi-struktural-dimer-murine-pghs-cox-kurumbail.webp)
METODE PENELITIAN
Senyawa untuk pengembangan turunan vanilin yaitu vanilin diarilmonokarbonil (VDM) dan vanillin dialdikarbonil (VDD) dengan senyawa utama dapat dilihat pada Gambar 3.2. Struktur 2D ligan pembanding ZINC03814604 diintegrasikan ke dalam protokol EE_COX2_.1.0 (//zinc.docking.org), senyawa kelompok indometasin dan coxib (celecoxib, valdecoxib, rofecoxib, dan parekxib) dan reseptor (COX-2) dengan kode PDB 3LN1 (http://www.rcsb.org/pdb). Compound uji yang telah tergambar diekspor untuk disimpan dalam format teks kemudian di docking menggunakan Autodock Vina.
Uji statistik one-tailed t-test (mendapatkan p-value) menggunakan R-statistics 3.3.2 untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan yang signifikan pada hasil docking masing-masing senyawa uji. Senyawa yang memiliki energi bebas ikatan lebih negatif daripada ligan alami dan memiliki nilai p <0,05 dipilih. Senyawa terpilih dilakukan docking terhadap COX-2 menggunakan Autodock Vina dan dibandingkan dengan hasil re-docking kompleks ZINC03814604-COX-2.
BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN
Anggaran Biaya
Jadwal Penelitian
Medicinal Chemistry: A Molecular and Biochemical Approach, 3rd Edition. Design, Synthesis and Structure-Activity Relationship Studies of 3,4,6-Triphenylpyran-2ones as Selective Cyclooxygenase-2 Rao, P.N.P. Development of non-steroidal anti-inflammatory drugs. Design, synthesis and biological activity of novel asymmetric C66 analogues as anti-inflammatory agents for the treatment of acute lung injury. Significance of ARG513 as a hydrogen bond anchor for the discovery of COX-2 inhibitors in a virtual screening campaign. Bioinformation.
