Nama : Radena Watyavasistha Suteja NIM : 201021118
Kelas : A5D
PERBEDAAN ANALISIS HANSCH dan FREE-WILSON
1. Analisis Hansch
Metode HKSA pertama dan yang paling terkenal adalah model yang diusulkan oleh Hansch yang menyatakan hubungan lipofilitas relatif dengan potensi biologi yang digabungkan dengan hubungan energi bebas linier (LFER) untuk model persamaan umum HKSA dalam konteks biologi . Lebih jauh, Hansch menyatakan bahwa hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (log 1/C) suatu turunan senyawa dapat dinyatakan secara kuantitatif melalui parameter-parameter sifat fisika kimia dari substituen yaitu parameter hidrofofobik (π), elektronik (σ), dan sterik (Es) yang terdapat pada molekul.
Analisis HKSA tiga dimensi (3D) dikembangkan sebagai antisipasi permasalahan yang terdapat pada analisis Hansch, yaitu senyawa-senyawa enantiomer yang memiliki kuantitas kimia fisika sama tetapi aktivitas biologi berbeda. Ternyata diketahui bahwa efek stereokimia memegang peranan penting pada harga aktivitas biologis. Model Hansch telah banyak di gunakan untuk menjelaskan hubungan struktur aktifitas turunan obat.
2. Model Free-Wilson
Free dan Wilson (1964), mengembangkan 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 substituent terhadap aktivitas biologis senyawa induk yang dinyatakan melalui persamaan berikut:
3. Keuntungan Model Hansch dan Free-Wilson
Hansch
Dalam HKSA, model Hansch lebih berkembang dan lebih banyak digunakan dibanding model de novo Free-Wilson, oleh karena:
a. Lebih sederhana.
b. Konsepnya secara langsung berhubungan prinsip-prinsip kimia fisika organik yang sudah ada.
c. Dapat untuk hubungan linier dan non-linier.
d. Data parameter sifat kimia fisika substituen sudah banyak tersedia dalam tabel-tabel.
e. Model Hansch telah banyak digunakan untuk menjelaskan hubungan struktur aktivitas turunan obat.
f. Eksplorasi Hubungan Struktur-Aktivitas: QSAR membantu dalam memahami hubungan kompleks antara struktur kimia suatu senyawa dan aktivitas biologisnya. Ini memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi faktor-faktor yang mempengaruhi efek obat pada tingkat molekuler.
Free-Wilson
Kenntungan penggunaan model Free-Wilson dibanding model Hansch dalamstudi HKSA antara lain adalah pengerjaannya yang cepat, sederhana dan
murah; tidak memerlukan informasi tentang tetapan substituen seperti π, σ dan Es;
lebih efektif terutama jika uji biologis lebih lambat dibanding sintesis senyawa turunan, dan jika tidak terdapat tetapan substituen (Seydel, 1990). Model ini digunakan bila tidak ada data tetapan kimia fisikadari senyawa dan uji aktivitas lebih lambat dibanding sengan sintesis turunan senyawa.
4. Kerugian Model Hansch dan Free-Wilson
Model Hansch
a. Keterbatasan Keakuratan: Beberapa senyawa mungkin memiliki aktivitas biologis yang sulit diprediksi hanya dengan melihat struktur kimianya. Faktor- faktor lain, seperti interaksi dengan target biologis spesifik, juga memainkan peran penting.
b. Keterbatasan pada Struktur Kimia Tertentu:Beberapa tipe struktur kimia mungkin sulit dimodelkan secara efektif dengan menggunakan QSAR. Hal ini dapat membatasi aplikabilitas metode ini untuk kelas senyawa tertentu.
c. Ketergantungan pada Variabel yang Diketahui: QSAR sering kali membutuhkan informasi awal tentang aktivitas biologis suatu senyawa, dan model yang dihasilkan dapat menjadi tidak dapat diandalkan jika data ini tidak akurat atau terbatas
(Aswad, 2009).
Model Free-Wilson
Kelemahan dari metoda ini adalah tak dapat digunakan untuk memperkirakan aktivitas yang di luar substituen yang digunakan dalam seperangkat data dengan cara ekstrapolasi persamaan regresi (Seydel, 1990).
5. Study Kasus
Penelitian Tahir, I et al., (2003) tentang Hubungan Kuantitatif Struktur- Aktivitas Antiradikal Senyawa Turunan Flavon/Flavonol Berdasarkan Pendekatan Free-Wilson.
Pada penelitian ini dilakukan analisis HKSA aktivitas antiradikal dari 16 senyawa flavon/flavonol dengan menggunakan pendekatan teknik Free-Wilson.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aktivitas antioksidan (dalam
%) senyawa turunan flavon dan flavonol yang diperoleh dari literatur, berupa jurnal
penelitian. Adapun data aktivitas antiradikal senyawa disajikan pada tabel 1 Aktivitas tersebut dinyatakan dari persen laju pengurangan DPPH.
Tabel 1. Aktivitas Antiradikal Senyawa Turunan Flavon dan Flavonol (Burda &
Oleszek, 2001)
6. penelitian ini
dilakukan analisis HKSA aktivitas antiradikal
dari 16 senyawa 7. flavon/flavonol
dengan menggunakan
pendekatan teknik Free-Wilson.
1) Pengambilan data prediktor untuk analisis Hansch
Untuk setiap senyawa turunan flavon dan flavonol yang memiliki aktivitas antiradikal tersebut, dianalisis ketersediaan gugus -OH dan-OMe yang terikat pada atom C penyusun struktur senyawa. Kemudian diberikan nilai 0 pada setiap posisi yang mengikat gugus -H, dan nilai 1 pada setiap posisi yang mengikat gugus -OH atau -OMe. Untuk menentukan variabel-variabel yang akan digunakan sebagai prediktor, maka dipilih posisi dalam struktur yang tersubstitusi oleh gugus -OH atau -OMe. Substitusi gugus disajikan pada tabel 2. Data yang diperoleh digunakan sebagai variabel bebas, dan sebagai variabel tak bebasnya digunakan aktivitas antiradikal.
2) Analasis Regresi
Analisis korelasi dan regresi multilinear dengan pendekatan Hansch, dilakukan dalam program SPSS for Windows dengan metode Backward. Untuk satu seri senyawa tersebut dilakukan analisis statistik dengan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Data disajikan dalam tabel yang meliputi masing-masing aktivitas antioksidan (dalam%) sebagai variabel terikat (tak bebas), dan nilai QSAR properties sebagai variabel bebasnya.
b. Semua parameter dihitung korelasinya dengan aktivitas senyawa yang bersangkutan. Dari hasil perhitungan dapat diketahui urutan variabel bebas mana yang terhadap aktivitas senyawa.
c. Variasi dari beberapa variabel bebas membentuk beberapa alternatif model persamaan. Untuk setiap model persamaan alternatif dapat dilakukan perhitungan terhadap beberapa parameter statistik seperti r, r², SD dan F.
d. Selain parameter tersebut, dari hasil perhitungan juga diperoleh nilai Selain parameter statistik tersebut, dari hasil perhitungan juga diperoleh nilai koefisien setiap variabel bebas yang terlibat dalam model persamaan.
e. Nilai koefisien yang diperoleh digunakan untuk menghitung aktivitas teoritis.
f. Data aktivitas teoritis dibandingkan dengan aktivitas eksperimen senyawa.
Untuk mengetahui kualitas dan kemampuan memprediksi dari setiap model persamaan, maka dihitung harga PRESS-nya.
Telah dipilih model 7 sebagai persamaan terbaik di antara persamaan terpilih yang menggambarkan hubungan antara struktur dengan aktivitas antiradikal dari 16 senyawa turunan flavon dan flavonol. Persamaan HKSA tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: %A = 6,007 + 83,677[R =OH] + 3,087 [R2-OH] + 8,171 [R3=OH] + 12,657₁ [ROMe]-4,505 [R-OH] + 2,960 [R-OH]-6,402 [Rs=OH].
Dari persamaan HKSA di atas dapat diketahui bahwa ada tujuh variabel bebas yang mempengaruhi aktivitas antiradikal darı senyawa turunan flavon dan flavonol, yaitu R =OH, R₁ 2=OH, R3=OH, R3=OMe, R6=OH, R7=OH, dan R8=OH oleh karena itu, substitusi yang dilakukan pada posisi tersebut dapat mengubah aktivitas antiradikal senyawa yang diprediksi.
Melihat persamaan di atas, untuk mendapatkan aktivitas antiradikal yang cukup tinggi, keberadaan gugus OH pada posisi R dan R3, juga gugus metoksi pada posisi R7,₁ baik salah satu maupun seluruhnya harus ada.
Selanjutnya aktivitas antioksidan senyawa modifikasi baru dapat diprediksi dengan melakukan perhitungan menggunakan persamaan HKSA model 4, dan senyawa modifikasi yang memiliki nilai aktivitas tertinggi adalah senyawa yang diperkirakan paling menjanjikan untuk disintesis lebih lanjut di laboratorium.
DAFTAR PUSTAKA
Aswad, M., 2009, ”Telaah Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas senyawa diterpen dari Bagore (Caesalpina crista Linn) sebagai antimalaria dan interaksinya dengan enzim protease dari Plasmodium falciparum secara in silico”, ITB, Bandung.
Gupta, S.P., 1989, QSAR Studies on Drugs Acting at the Central Nervous System, Chem.
Rev., 89 (8), pp 1765-1800.
Seydel, JK, 1990, Summary Lecture Course QSAR, Mid Career, Training in Pharmacochemistry, Fakultas Farmasi UGM, Yogyakarta.
Tahir, I et al., 2003, HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS
ANTIRADIKAL SENYAWA TURUNAN FLAVON/FLAVONOL
BERDASARKAN PENDEKATAN FREE-WILSON, Makalah Seminar Kimia Fisik III, Semarang 19 Maret 2000.
