EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI TARGET VIRTUAL ... · EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI...

EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI TARGET VIRTUAL

ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9

PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Donny Suparto

NIM: 138114094

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI TARGET VIRTUAL

ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9

PADA PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Donny Suparto

NIM: 138114094

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017


iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

“Tuhan akan berperang untuk kamu, dan kamu akan diam saja“

(Keluaran 14:14)

Karya ini kupersembahkan untuk

Papa, Mama

dan Almamaterku


viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................ vi

PRAKATA .......................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii

ABSTRAK ......................................................................................................... xiii

ABSTRACT ........................................................................................................ xiv

PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

METODE ........................................................................................................... 2

Bahan ............................................................................................................. 2

Alat ................................................................................................................ 2

Metode ........................................................................................................... 3

Preparasi Ligan EN73 ............................................................................ 3

Penambatan Molekul Ligan EN73 ......................................................... 3

Konversi Seribu Pose Terbaik Menjadi PDB ......................................... 3

Penyesuaian Koordinat Ligan ................................................................ 3

Perhitungan RMSD dan Visualisasi ....................................................... 3

Analisis Statistik ..................................................................................... 4

HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................... 4

KESIMPULAN .................................................................................................. 7

SARAN .............................................................................................................. 7

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 8

LAMPIRAN ....................................................................................................... 10


ix

BIOGRAFI PENULIS ........................................................................................ 16


x

DAFTAR TABEL

Tabel I. Jumlah Pose dan Median Tiap Klaster ................................................ 5

Tabel II. Jarak Interaksi Ligan dengan Residu Pada Tiap Pose ......................... 6


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Gambar 3D setelah penyesuaian koordinat atom ligan referensi dengan

ligan EN73 beserta gambar 2D ............................................................ 4

Gambar 2. Histogram Seribu Pose dengan Tiga Klaster......................................... 5

Gambar 3. Pose Ligan Ref, K1, K2 dan K3 dengan Residu Pada Kantung Ikatan

MMP-9 ................................................................................................ 7


xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Script yang digunakan untuk preparasi ligan EN73 ................... 11

Lampiran 2. Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan EN73 ..... 12

Lampiran 3. Script yang digunakan untuk membuat daftar

1000 pose terbaik ....................................................................... 13

Lampiran 4. Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb .............. 14

Lampiran 5. Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD .............. 15


xiii

ABSTRAK

Diabetic Foot Ulcer (DFU) merupakan salah satu komplikasi dari

diabetes yang dapat berdampak buruk hingga berakibat pada amputasi. Ekspresi

berlebihan matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) pada saat diabetes terbukti dapat

menunda penyembuhan luka pada penderita DFU. N~2~-[biphenyl-4-

yl(dihydroxy)-lambda~4~-sulfanyl]-N-oxo-N~2~-(propan-2-yloxy)-D-valinamide

dengan kode ligan EN73 diketahui dapat menghambat aktivitas MMP-9.

Penambatan ulang ligan EN73 perlu dilakukan untuk pengembangan protokol

Penapisan Virtual Berbasis Struktur (PVBS). Protokol penapisan virtual berbasis

struktur bisa diterima apabila penambatan ulang ligan EN73 dan MMP-9

menghasilkan nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å. Evaluasi struktur kristal

4XCT dilakukan dengan penambatan molekuler menggunakan PLANTS 1.2 dan

konfigurasi PLANTS yang dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Hasil

penambatan seribu kali dengan lima kali iterasi hanya mampu menghasilkan 19

pose dengan RMSD tidak lebih dari 2,0 Å. Median tiga klaster berturut-turut yaitu

K1 1,722 Å ; K2 3,475 Å ; K3 4,299 Å. Banyaknya ikatan hidrogen pada setiap

klaster yaitu K1 2 ikatan, K2 1 ikatan dan K3 1 ikatan. Berdasarkan uji statistik

one sample t-test nilai p-value 2,2 x 10-16

dapat disimpulkan RMSD lebih besar

dari 2,0 Å sehingga tidak sesuai digunakan sebagai target virtual MMP-9 dengan

PLANTS konfigurasi Anita et al. (2012).

Kata Kunci: diabetic foot ulcer; 4XCT; MMP-9; wound healing; docking.


xiv

ABSTRACT

Diabetic Foot Ulcer (DFU) is one of complications in diabetes that can

adversely affect the possibility of amputation. Excessive expression of Matrix

Metalloproteinase 9 (MMP-9) during diabetes can delay wound healing in patients

with DFU. N ~ 2 ~ - [biphenyl-4-yl (dihydroxy) -lambda ~ 4 ~ -sulfanyl] -N-oxo-

N ~ 2 ~ - (propane-2-yloxy) -D-valinamide coded as EN73 ligand is known to

inhibit MMP-9 activity. Anchoring the ligand EN73 is necessary for a protocol

development in Structure-Based Virtual Screening (SBVS). Structure-based

virtual screening protocols can be accepted if the interaction of ligand EN73 and

MMP-9 can produce RMSD value not greater than 2.0 Å. Evaluation of 4XCT

crystal structure is carried out by docking using PLANTS 1.2 and PLANTS

configuration developed by Anita et al. (2012). Results with 1000 times to five

times iteration can produce 19 poses with RMSD not more than 2.0 Å. Median of

three clusters are K1 1,722 Å; K2 3.475 Å; K3 4.299 Å, respectively. The

observed hydrogen bonds interaction are: K1 has two hydrogen bonds, both K2

and K3 only have 1 hydrogen bond. Based on statistical test using one sample t-

test result p-value of 2.2 x 10-16 thus concluded the RMSD is greater than 2.0 Å

therefore it is unsuitable used as virtual target using PLANTS docking method

and configuration developed by Anita et al. (2012).

Keywords: diabetic foot ulcer; 4XCT; MMP-9; wound healing; docking


1

PENDAHULUAN

Diabetes melitus adalah kelompok penyakit metabolik yang ditandai dengan

hiperglikemia akibat gangguan pada sekresi insulin, kerja insulin, atau keduanya

(American Diabetes Association, 2014). Indonesia masuk ke dalam salah satu dari 10

negara dengan penderita diabetes tertinggi di dunia (Guariguata et al., 2014). Setiap

tahunnya penderita diabetes di Indonesia mengalami peningkatan. Pada tahun 2007

prevalensi penderita diabetes di Indonesia mencapai 5,7% (Mihardja et al., 2009) dan pada

tahun 2030 diprediksi akan mencapai 6,0% (Shaw et al., 2010) atau setara 8,5 juta pada

tahun 2013 dan akan meningkat menjadi 14,1 juta pasien pada tahun 2035 (Guariguata et

al., 2014).

Diabetes yang mengalami komplikasi dapat menyebabkan peripheral neuropathy

dengan resiko terjadinya diabetic foot ulcer (DFU) dan berdampak pada kemungkinan

amputasi (American Diabetes Association, 2014). Penderita diabetes yang mengalami

DFU sebanyak 7,3% - 24% dari total penderita diabates di Indonesia (Soewondo et al.,

2013). DFU ini sering menjadi infeksi, menyebabkan morbiditas yang besar,

membutuhkan biaya pengobatan yang cukup besar, dan langkah terakhir adalah amputasi

(Singh et al., 2015).

Diabetes dikaitkan dengan terjadinya kerusakan sel yang dapat menghambat

fibroblas membentuk extracellular matrix (ECM) dan keratinosit untuk mengepitelisasi

ulkus (Hamed et al., 2014). Penderita DFU membutuhkan waktu rata rata penyembuhan

ulkus kaki tanpa amputasi yaitu 63 hari (Ince et al., 2007). Gangguan re-epitalisasi pada

ulkus dikarenakan ekspresi berlebihan dari matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) (Mohan

et al., 2002). Diketahui bahwa kelompok matrix metalloproteinases (MMPs) adalah

protease endopeptidase zinc-dependent yang dapat mendegradasi semua komponen ECM

(Lobmann et al., 2002). Maka dari itu, penghambatan ekspresi dan aktivitas MMP-9 yang

berlebihan diharapkan bisa mempercepat proses penyembuhan luka bagi penderita DFU.

Penapisan virtual berbasis struktur merupakan pilihan pada tahap awal proses

penemuan obat baru (Cavasotto and Orry, 2007). Keuntungan penggunaan komputerisasi

dalam proses penemuan obat baru yaitu mendapatkan kandidat obat baru dalam waktu

yang lebih cepat dan biaya yang lebih efisien (Lionta et al., 2014). Faktor yang

menentukan ligan dan protein diterima sebagai protokol penapisan virtual berbasis struktur

yaitu bila dapat menghasilkan mode ikatan yang reprodusibel (Verdonk et al., 2004).

Selain itu protokol penapisan virtual berbasis struktur bisa diterima apabila menghasilkan


2

nilai RMSD tidaklebih dari 2,0 Å (Marcou and Rognan, 2007). Hasil dari penapisan virtual

berbasis struktur dapat menyeleksi senyawa aktif dari berbagai senyawa yang berpotensi

(Bissantz et al., 2000).

N~2~-[biphenyl-4-yl(dihydroxy)-lambda~4~-sulfanyl]-N-oxo-N~2~-(pro pan-2-

yloxy)-D-valinamide dengan kode ligan EN73 telah berhasil dikristalkan dengan MMP-9

(Nuti et al. 2015). Dengan X-ray crystallography, diketahui EN73 memiliki resolusi

sebesar 1,3 Å (Nuti et al., 2015). Meskipun telah diuji secara in vitro dan in vivo, serta

diketahui jenis ikatannya dengan MMP-9, untuk keperluan computational based drug

design perlu dilakukan penambatan ulang untuk mengetahui apakah EN73 akan

memberikan nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å. Apabila menghasilkan RMSD yang

tidak lebih besar dari 2,0 Å maka ligan EN73 dapat diterima sebagai target virtual dalam

penapisan virtual berbasis struktur. Penelitian ini menggunakan konfigurasi PLANTS 1.2

oleh Anita et al. (2012) untuk mengetahui pose EN73 pada kantung ikatan MMP-9.

METODE PENELITIAN

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah konfigurasi PLANTS dari Anita

et al. (2012), struktur ko-kristal MMP-9 (didapatkan dari http://www.rscb.org dengan kode

4XCT), SPORES (Brink dan Exner, 2009) untuk menyiapkan senyawa dengan format

.mol2 supaya dapat digunakan oleh perangkat lunak PLANTS 1.2 (Korb et al., 2009),

Open Babel untuk mengkonversi file .mol2 menjadi .pdb, docking software PLANTS 1.2

(Korb et al., 2009) untuk melakukan simulasi penambatan ulang molekuler dan didapatkan

skor ChemPLP, PyMOL 1.8.2 untuk menghitung nilai RMSD dan visualisasi pose, serta R

statistical software 3.3.0 untuk analisis statistik.

Alat

Peralatan yang digunakan adalah server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

dengan nomor alamat IP 103.247.10.66 (pharcomp.web.id), HP V201TX dengan

spesifikasi: prosesor Intel Core i5 5200U @2,2GHz, RAM 4,00 GB, 64-bit Operating

System, Linux Ubuntu 14.04


3

Metode

Preparasi Ligan EN73

Berdasarkan inspeksi visual pada ko-kristal ligan EN73 pada kantung ikatan MMP-9

dengan menggunakan PyMOL 1.8.2, hanya terdapat rantai A. Kemudian dilakukan

preparasi ligan dan protein menggunakan perangkat lunak SPORES dan menghasilkan

luaran ligand.mol2 dan protein.mol2. File ligand.mol2 diubah menjadi ligand.smi

kemudian diubah menjadi gen3d menjadi ligand.mol2 menggunakan Babel. File

ligand.mol2 diprotonasi ulang menggunakan SPORES. Kemudian nama file diubah

menjadi ligand_input.mol2

Penambatan Molekul Ligan EN73

Hasil luaran dari preparasi SPORES berupa ligand.mol2 ditambatkan dengan

protein.mol2 menggunakan perangkat lunak PLANTS 1.2 (Korb et al. 2007) pada server

dengan konfigurasi yang mengacu pada Anita et al. (2012). Setiap kali penambatan (1 run)

dilakukan lima kali iterasi penambatan molekuler. Luaran dari setiap run adalah lima pose

berupa skor ChemPLP yang kemudian diambil satu pose dengan nilai ChemPLP terbaik.

Dilakukan 1000 kali run sehingga diperoleh data 1000 pose terbaik dari masing masing

run.

Konversi Seribu Pose Terbaik Menjadi PDB

Hasil 1000 pose terbaik dari masing-masing run berupa file .mol2 dikonversi

menggunakan Babel menjadi file .pdb juga dihilangkan atom hidrogen.

Penyesuaian Koordinat Ligan

File ligand_input.mol2 dan ligand.mol2 diubah formatnya menjadi .pdb juga

dihilangkan atom hidrogen. Koordinat atom-atom pada ligand_input.pdb disesuaikan

dengan koordinat atom-atom pada ligand.pdb. Nama file ligand_input.pdb diubah menjadi

ref.pdb

Perhitungan RMSD dan Visualisasi

Hasil penambatan berupa 1000 pose dengan skor ChemPLP terbaik kemudian

dihitung nilai RMSD menggunakan peragkat lunak PyMOL 1.8.2. Perhitungan antara


4

ref.pdb dengan file 1000 pose .pdb. Dilakukan pengelompokan menjadi tiga klaster

berdasarkan nilai RMSD kemudian ditentukan pose median setiap klaster.

Perangkat lunak PyMOL 1.8.2 digunakan untuk memvisualisasikan interaksi ligan

referensi, pose median klaster pertama (K1), pose median klaster kedua (K2) dan pose

median klaster ketiga (K3) dengan residu pada kantung ikatan MMP-9.

Analisis Statistik

Data nilai RMSD yang didapat melalui perangkat lunak PyMOL 1.8.2 diuji statistik

dengan metode one sample t-test untuk mengetahui apakah RMSD tidak lebih besar dari

2,0 Å menggunakan R statistical software 3.3.0.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah struktur kristal 4XCT

dapat diterima sebagai target virtual enzim MMP-9 pada penapisan virtual berbasis

struktur. Hasil analisis berdasarkan konfigurasi PLANTS dari Anita et al. (2012),

menggunakan ligan ref.pdb yang sudah disesuaikan dengan koordinat

ligand_N73301_0.pdb (Gambar 1) menunjukan bahwa dari seribu kali penambatan dengan

lima kali iterasi, hanya 19 pose yang memiliki nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å.

Gambar 1. Gambar 3D setelah penyesuaian koordinat atom ligan referensi dengan

ligan EN73 (a) beserta gambar 2D (b)


5

Penambatan ulang yang dilakukan seribu kali dengan lima kali iterasi hanya mampu

menghasilkan pose yang memiliki nilai RMSD tidak lebih dari 2,0 Å sebanyak 19 pose

atau hanya 1,9%. Jumlah pose dengan nilai RMSD antara 2,1 Å - 4,0 Å sebanyak 940 pose

atau 94% dan RMSD lebih dari 4,0 Å sebanyak 41 pose atau 4,1%. Hasil tersebut kurang

baik karena lebih dari 90% pose memiliki RMSD di atas 2,0 Å.

Hasil data seribu pose terbaik dibagi menjadi 3 klaster (Gambar 2), klaster pertama

dengan nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å, klaster kedua dengan nilai RMSD antara

2,01 Å hingga 4,0 Å dan klaster ketiga dengan nilai RMSD lebih besar dari 4,0 Å dan

setiap klasternya dihitung nilai median setiap klasternya (Tabel I). Setiap klaster diambil

nilai median ditujukan untuk menggambarkan suatu nilai yang mewakili kumpulan data

pada klaster tersebut. Nilai RMSD terendah dari seribu pose terbaik tersebut adalah 1,267

Å dan tertinggi 4,333 Å.

Gambar 2. Histogram seribu pose dengan tiga klaster

Tabel I. Jumlah pose dan median tiap klaster

Klaster 1 Klaster 2 Klaster 3

Jumlah Pose 19 940 41

Median 1,722 Å

(pose ke 813)

3,475 Å

(pose ke 2)

4,299 Å

(pose 246)

Faktor yang menentukan ligan dan protein diterima sebagai protokol penapisan

virtual berbasis struktur yaitu bila dapat menghasilkan mode ikatan yang reprodusibel


6

(Verdonk et al. 2004). Selain itu protokol penapisan virtual berbasis struktur bisa diterima

apabila menghasilkan nilai RMSD 2,0 Å (Marcou and Rognan 2007). Berdasarkan nilai

RMSD hasil dari penambatan ulang, struktur kristal 4XCT tidak dapat diterima sebagai

target PVBS karena konfigurasi PLANTS dari Anita et al. (2012) menghasilkan RMSD

lebih besar dari 2,0 Å.

Ligan referensi memiliki empat ikatan hidrogen dengan residu Ala 189-CO, Leu

188-NH dan Glu 227-OH. Berdasarkan perhitungan jarak (Tabel II) interaksi antara ligan

median setiap klaster dengan residu pada kantung ikatan MMP-9, terjadi kehilangan ikatan

hidrogen. Ikatan hidrogen terjadi bila jarak antara donor dan aseptor tidak lebih dari 3,5 Å

(Berg et al., 2002). Pose hasil penambatan klaster 1 (K1) hanya memiliki dua ikatan

hidrogen sedangkan klaster 2 (K2) dan klaster 3 (K3) hanya memiliki satu ikatan hidrogen.

Hilangnya ikatan hidrogen akan menghasilkan hasil prediksi skoring interaksi ligan-protein

tidak baik (Zhou et al., 2012).

Tabel II. Jarak interaksi ligan dengan residu pada tiap pose

K1 K2 K3

Glu 227-OH H01-O - - -

H01-N - - -

Ala 189-CO O-H24 3,2 Å 3,2 Å 3,2 Å

Leu 188-NH H02-O 3,2 Å - -

Ikatan yang penting dan harus dipertahankan adalah ikatan hidrogen antara HO-

sulfonamida dengan Leu 188-NH. Hal ini dibuktikan dari nilai RMSD K1 sebesar 1,722 Å

karena adanya ikatan hidrogen dengan Ala 189-CO dan Leu 188-NH. Berbeda dengan K2

dan K3 dengan nilai RMSD 3,475 Å dan 4,299 Å, hanya terdapat ikatan hidrogen dengan

Ala 189-CO. Hilangnya ligan dengan Leu 188-NH membuat nilai RMSD lebih besar dari

2,0 Å.

Visualisasi pose dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak PyMOL. Hasil

visualisasi menggambarkan interaksi ligan EN73 dengan residu yang terdapat di kantung

ikatan MMP-9. Pose yang divisualisasikan (Gambar 3) yaitu pose ligan Ref (Gambar 3.a),

median K1 (Gambar 3.b), median K2 (Gambar 3.c) dan median K3 (Gambar 3.d) dengan

residu pada kantung ikatan MMP-9.


7

Gambar 3. Pose ligan Ref (a), K1 (b), K2 (c) dan K3 (d) dengan residu

pada kantung ikatan MMP-9

Uji statistik one sample t-test dilakukan pada seribu data RMSD hasil penambatan

untuk mengetahui apakah RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å menggunakan R statistical

software 3.3.0. Nilai p-value 2,2 x 10-16 sehingga dapat disimpulkan RMSD lebih besar

dari 2,0 Å.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari penelitian ini adalah struktur kristal 4XCT tidak dapat diterima

sebagai target virtual enzim MMP-9 pada penapisan virtual berbasis struktur berdasarkan

konfigurasi PLANTS dari Anita et al. (2012) karena menghasilkan RMSD lebih besar dari

2,0 Å. Saran untuk penelitian selanjutnya adalah perlu dilakukan pengembangan pada

konfigurasi PLANTS oleh Anita et al. (2012) agar dapat digunakan untuk penapisan

virtual berbasis struktur enzim MMP-9.


8

DAFTAR PUSTAKA

American Diabetes Association, 2014. Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus,

Diabetes Care, 37(1), 81-90.

Anita, Y., Radifar, M., Kardono, L.B., Hanafi, M., and Istyastono, E.P., 2012. Structure-

Based Design Of Eugenol Analogs As Potential Estrogen Receptor Antagonists.

Bioinformation, 8 (819), 901–906.

Barril, X., Hubbard, R.E., and Morley, S.D., 2004. Virtual Screening in Structure-Based

Drug Discovery. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 4, 779–791.

Berg, Jeremi M., Tymoczko, Jhon L., and Stryer L., 2002. Biochemistry Fifth Edition.

W.H. Freeman and Company.

Bissantz, C., Folkers, G., and Rognan, D., 2000. Protein-Based Virtual Screening of

Chemical Databases. 1. Evaluation of Different Docking / Scoring Combinations.

Nature, 43 (25), 4759–4767.

Brink, T. Ten and Exner, T.E., 2009. Influence of protonation, tautomeric, and

stereoisomeric states on protein-ligand docking results. Journal of Chemical

Information and Modeling, 49, 1535-1546.

Cavasotto, C.N. and Orry, A.J., 2007. Ligand Docking And Structure-Based Virtual

Screening In Drug Discovery. Current Topics in Medicinal Chemistry, 7 (10), 1006–

1014.

Guariguata, L., Whiting, D.R., Hambleton, I., Beagley, J., Linnenkamp, U., and Shaw, J.E.,

2014. Global Estimates Of Diabetes Prevalence For 2013 And Projections for 2035.

Diabetes Research and Clinical Practice, 103 (2), 137–149.

Hamed, S., Bennett, C.L., Demiot, C., Ullmann, Y., Teot, L., and Desmoulière, A., 2014.

Erythropoietin, a novel repurposed drug: An innovative treatment for wound healing

in patients with diabetes mellitus. Wound Repair and Regeneration, 22 (1), 23–33.

Ince, P., Game, F.L., and Jeffcoate, W.J., 2007. Rate of Healing of Neuropathic Ulcers of

The Foot in Diabetes and Its Relationship to Ulcer Duration And Ulcer Area.

Diabetes Care, 30 (3), 660–663.

Korb, O., Stutzle, T., and Exner, T.E., 2009. Empirical Scoring Functions For Advanced

Protein-Ligand Docking with PLANTS. Journal of Chemical Information and

Modeling, 49 (1), 84–96.

Lionta, E., Spyrou, G., Vassilatis, D.K., and Cournia, Z., 2014. Structure-Based Virtual

Screening for Drug Discovery: Principles, Applications and Recent Advances.

Current Topics in Medicinal Chemistry, 14 (16), 1923–38.

Lobmann, R., Ambrosch, A., Schultz, G., Waldmann, K., Schiweck, S., and Lehnert, H.,

2002. Expression of Matrix-Metalloproteinases and Their Inhibitors in The Wounds

of Diabetic and Non-Diabetic Patients. Diabetologia, 45 (7), 1011–1016.

Marcou, G. and Rognan, D., 2007. Optimizing Fragment and Scaffold Docking by Use of

Molecular Interaction Fingerprints. Journal of Chemical Information and Modeling,

47 (1), 195–207.

Mihardja, L., Delima, Siswoyo, H., Ghani, L. and Soegondo, S., 2009. Prevalence and

Determinants of Diabetes Mellitus and Impaired Glucose Tolerance in Indonesia.

Acta Medica Indonesiana, 41, 169-74.

Mohan, R., Chintala, S.K., Jung, J.C., Villar, W.V.L., McCabe, F., Russo, L.A., Lee, Y.,

McCarthy, B.E., Wollenberg, K.R., Jester, J. V., Wang, M., Welgus, H.G., Michael

Shipley, J., Senior, R.M., and Elizabeth Fini, M., 2002. Matrix Metalloproteinase

Gelatinase B (MMP-9) Coordinates and Effects Epithelial Regeneration. Journal of

Biological Chemistry, 277 (3), 2065–2072.


9

Nuti, E., Cantelmo, A.R., Gallo, C., Bruno, A., Bassani, B., Camodeca, C., Tuccinardi, T.,

Vera, L., Orlandini, E., Nencetti, S., Stura, E.A., Martinelli, A., Dive, V., Albini, A.,

and Rossello, A., 2015. N-O-Isopropyl Sulfonamido-Based Hydroxamates as Matrix

Metalloproteinase Inhibitors: Hit Selection and in Vivo Antiangiogenic Activity.

Journal of Medicinal Chemistry, 58 (18), 7224–7240.

Shaw, J.E., Sicree, R.A., and Zimmet, P.Z., 2010. Global Estimates of The Prevalence of

Diabetes For 2010 and 2030. Diabetes Research and Clinical Practice, 87 (1), 4–14.

Singh, N., Armstrong, D.G., and Lipsky, B.A., 2015. Preventing Foot Ulcers in Patients

With Diabetes. The Journal of the American Medical Association (JAMA), 8 (2), 217–

228.

Soewondo, P., Ferrario, A., and Tahapary, D.L., 2013. Challenges in Diabetes

Management in Indonesia: A Literature Review. Globalization and Health, 9 (63), 1-

17.

Verdonk, M.L., Berdini, V., Hartshorn, M.J., Mooij, W.T.M., Murray, C.W., Taylor, R.D.,

and Watson, P., 2004. Virtual Screening Using Protein - Ligand Docking : Avoiding

Artificial Enrichment. Journal of Chemical Information and Modeling, 44(3), 793–

806.

Zhou, W., Yan, H., Hao, Quan., 2012. Analysis Of Surface Structures Of Hydrogen

Bonding In Protein–Ligand Interactions Using The Alpha Shape Model. Chemical

Physics Letters, 545, 125–131.


10

LAMPIRAN


11

Lampiran 1. Script yang digunakan untuk preparasi ligan EN73

> wget https://files.rcsb.org/download/4XCT.pdb.gz

> gunzip 4XCT.pdb.gz

> /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode splitpdb

4XCT.pdb

> /home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2 --mode bind

ligand_N7301_0.mol2 5 protein.mol2

> cp

/home/enade/program/master_ER/Bioinformation_Anita2012_ER

-ANT/validated/WAT/VS/plants.config .

> grep -EV bindingsite_plants.config | grep -Ev water >

plants.config.tmp

> cat plants.config.tmp bindingsite.def > plants.config

> mv ligand.mol2 ligand_input.mol2

> babel -imol2 ligand_input.mol2 -osmi ligand_input.smi

> babel --gen3d -ismi ligand_input.smi -omol2

ligand_input_babel.mol2

> /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode reprot

ligand_input_babel.mol2 ligand_input.mol2


12

Lampiran 2. Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan EN73

File plants.config

# scoring function and search settings

scoring_function chemplp

search_speed speed2

# input

protein_file protein.mol2

ligand_file ligand_input.mol2

# output

output_dir results

# write single mol2 files (e.g., for RMSD calculation)

write_multi_mol2 0

# cluster algorithm

cluster_structures 50

cluster_rmsd 1.0

# binding site definition

bindingsite_center 17.8523 -17.7221 19.1884

bindingsite_radius 7.1593

File file.sh

#!/bin/sh

alias plants='/home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2'

mkdir /home/donnysuparto/pilot/dockingbaru

mkdir /home/donnysuparto/pilot/dockingbaru/mmp9

cd /home/donnysuparto/pilot/dokingbaru/

for i in $(seq 1 100);

do mkdir

/home/donnysuparto/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i

cd /home/donnysuparto/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i/

for j in $(seq 1 5);

do mkdir dock_$j

cd dock_$j/

cp /home/donnysuparto/pilot/plants.config .

cp /home/donnysuparto/pilot/protein.mol2 .

cp /home/donnysuparto/pilot/ligand_input.mol2 .

plants --mode screen plants.config

rm plants.config protein.mol2 ligand_input.mol2

cd ../

done

cd ../../

done


13

Lampiran 3. Script yang digunakan untuk membuat daftar 1000 pose terbaik

> for j in $(seq 1 1000);

do for i in $(seq 1 5);

do echo "$i `cat

/home/donny/home/donny/skripsi1000/datadocking1000/mmp9/

replikasi_$j/dock_$i/results/bestranking.csv`,$i";

done | grep -Ev TOTAL_SCORE | sort -t, -k2n | head -1 |

awk -F, '{print $12}';

done > best1000.lst


14

Lampiran 4. Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb

> best1000=($(cat best1000.lst ))

> n=${#best1000[@]}

> for ((j=0; j<=$n; j++)); do

echo"cp/home/donny/home/donny/skripsi1000/datadocking100

0/mmp9/replikasi_$[j+1]/dock_${best1000[$j]}/results/4XC

T_ligand_0_entry_00001_conf_01.mol2

replikasi_$[j+1].${best1000[$j]}.mol2";

done > copy1000.sh

> chmod u+x copy1000.sh

> ./copy1000.sh

> babel -d -imol2 *.mol2 -opdb ../best/bestpdb/*.pdb


15

Lampiran 5. Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD

> mkdir rmsd.pilot

> cd rmsd.pilot

> ls ../best/bestpdb/ | grep replikasi | sort -t_ -

k2,2n > hasil.pdb.all

> cp ../best/bestpdb/ligand_ref.pdb ref.pdb

> gedit all.rmsd.sh &

#!/bin/sh

for i in $(cat hasil.pdb.all);

do

cp ../best/bestpdb/$i res.pdb

pymol -c rmsd.pml | grep RMS | awk '{print $4}' >

$i.rmsd

done

rm res.pdb

> gedit rmsd.pml &

load ref.pdb

load res.pdb

rms_cur ref,res

quit

> chmod u+x all.rmsd.sh

> ./all.rmsd.sh

> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done

(menampilkan 1000 rmsd)

> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done |

sort -n


awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}'


awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}' | wc -l

> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done >

rmsdhistoori.csv


sort -n > rmsdhisto.csv


16

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi dengan judul “Evaluasi Struktur Kristal 4xct

Sebagai Target Virtual Enzim Matrix Metalloproteinase 9 Pada

Penapisan Virtual Berbasis Struktur” memiliki nama lengkap

Donny Suparto. Penulis lahir di Jember pada tanggal 7 Februari

1995. Pendidikan formal yang ditempuh oleh penulis adalah TK

Kartika XII, Jember (2000-2001), SD Negeri Bintoro 1, Jember

(2001-2007), SMP Katolik Santo Petrus, Jember (2007-2010), dan

SMA Katolik Santo Paulus, Jember (2010-2013). Pada tahun 2013

penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang yang lebih tinggi di Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Selama menjalani pendidikan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta, penulis pernah aktif di beberapa kegiatan, yaitu Panitia TITRASI 2014 divisi

Dana Dan Usaha, Ketua Panitia Pelepasan Wisuda 2 tahun 2014, koordinator divisi

Pengabdian Masyarakat BEM Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

periode 2015/2016. Penulis juga pernah berperan aktif sebagai asisten praktikum Kimia

Dasar.


EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI TARGET VIRTUAL ... · EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI...

Documents

Transcript of EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI TARGET VIRTUAL ... · EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4XCT SEBAGAI...