SINTESIS ANALOG PURIN (FUSD-002) DAN STUDI IN SILICO fileKeberhasilan dalam penulisan naskah skripsi...

SINTESIS ANALOG PURIN (FUSD-002) DAN STUDI IN SILICO

TERHADAP MATRIX METALLOPROTEINASE-9 (MMP-9) HEMOPEXIN

DOMAIN SEBAGAI KANDIDAT ANTIKANKER PAYUDARA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Diana Putri Kartika Sari Ludji

NIM: 148114171

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

SINTESIS ANALOG PURIN (FUSD-002) DAN STUDI IN SILICO

TERHADAP MATRIX METALLOPROTEINASE-9 (MMP-9) HEMOPEXIN

DOMAIN SEBAGAI KANDIDAT ANTIKANKER PAYUDARA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Diana Putri Kartika Sari Ludji

NIM: 148114171

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017


iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

“Consider it pure joy, my brothers and sisters, whenever you face trials of

many kinds, because you know that the testing of your faith produces

perseverance. Let perseverance finish its work so that you may be mature

and complete, not lacking anything”

-James 1: 2-4-

“WE MUST HAVE PERSEVERANCE AND ABOVE ALL

CONFIDENCE IN OURSELVES, WE MUST BELIEVE THAT - WE

ARE GIFTED FOR SOMETHING AND THAT THIS THINGS MUST BE

ATTAINED”

-Marie Curie-

Dengan mengucap syukur pada Tuhan Yesus, saya persembahkan karya ini untuk:

Bapak dan Ibu,

ungkapan rasa hormat dan bakti saya

Kakak dan adik-adik serta Almamater Universitas Sanata Dharma


vii

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas

penyertaan dan karunia-Nya, skripsi yang berjudul “Sintesis Analog Purin

(FUSD-002) dan Studi In Silico Terhadap Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9)

Hemopexin Domain Sebagai Kandidat Antikanker Payudara” dapat diselesaikan

untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Keberhasilan dalam penulisan naskah skripsi ini tidak terlepas dari

dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan kerendahan hati penulis

mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah

mendukung penelitian.

2. Kepala Program Studi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta yang telah mendukung penelitian.

3. Ibu Dr. Riris I. Jenie, M. Si., Apt. dan Bapak Maywan Hariono, Ph.D., Apt.

selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberi saran serta

masukan dari awal hingga terselesaikannya skripsi ini.

4. Ibu Damiana Sapta Candrasari, S.Si., M.Sc., dan Bapak Enade Perdana

Istyastono, Ph.D., Apt. selaku dosen penguji atas semua saran, dukungan,

serta nasihat yang diberikan.

5. Seluruh Dosen Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah

memberikan pengetahuan dan bimbingan kepada penulis selama proses

perkuliahan.

6. Bapak Parlan selaku Laboran Laboratorium Kimia Organik Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta yang memberikan kontribusi dalam hal sarana dan

prasana.

7. Laboratorium Kimia Organik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang

telah memfasilitas selama proses sintesis.


viii

8. Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) Universitas Gadjah

Mada Yogyakarta yang telah membantu menguji dan menganalisa hasil

sintesis.

9. Bapak, ibu, kakak Andrew, adik Satrio, adik Adinda, adik Angga dan seluruh

keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan secara mori maupun

material, doa, motivasi dan kasih sayang tanpa kenal lelah pada penulis

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Sahabat penulis, Christophorus F. Adhipandtio, Angelina Rosari Hane, Sofia

Agustian Wea, Maria Delima Nita, Gloria Elan Deovita Anas, Indri, Leona,

Efra, Lina, Ines, Wita, Kevin, Dany, Elvina, Nina, Sara, Wisnu, Wandy,

Petrus, Silvi, Putri Tuga Kevin, Aldo, Krisna, Wisnu, Pandu, Ervan dan Hertin

yang secara tidak langsung menjadi motivator penulis, selalu memberikan

semangat dan senantiasa membantu saat penulis dalam kesulitan.

11. Teman-teman FSMD 2014 dan semua angkatan 2014 Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma yang sudah berbagi pengalaman dan pengetahuan

selama proses perkuliahan dan seluruh pihak yang sudah membantu dan

memberi dukungan dan tidak dapat penulis sebutkan satu per satu .

Akhir kata penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi

ini mengingat keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki. Penulis

mengharapkan saran dan kritik yang dapat membantu menyempurnakan karya

tulis ini. Penulis berharap semoga karya tulis ini dapat bermanfaat dalam

perkembangan ilmu dan pengetahuan. Sekian dan terima kasih, Tuhan Yesus

memberkati.


ix

DAFTAR ISI

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

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

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

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

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

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................... vi

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

DAFTAR ISI ............................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................. xi

INTISARI ................................................................................................................ xii

ABSTARCT .............................................................................................................. xiii

PENDAHULAN ........................................................................................................ 1

METODE PENELITIAN ........................................................................................... 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................. 6

KESIMPULAN ........................................................................................................ 14

SARAN .................................................................................................................... 14

UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................... 14

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 15

LAMPIRAN ............................................................................................................. 17

BIOGRAFI PENULIS ............................................................................................. 37


x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Perbandingan struktur kimia antara Compound 2 (Dufour et al., 2011)

dan FUSD-002 yang ditandai dengan farmakofor yang mirip .............. 3

Gambar 2. Spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002 ............................................... 8

Gambar 3. Kromatogram dari HPLC senyawa FUSD-002.................................... 11

Gambar 4. Spektrum massa pada puncak dengan Rt=1,09 .................................... 12

Gambar 5. Visualisasi 2 pose terbaik dari penambatan FUSD-002 dengan PEX-9

(a) Run 206 dan (b) Run 207 ................................................................ 13


xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Bahan Sintesis dan Hasil Rendemen .............................. 18

Lampiran 2. Mekanisme Reaksi Tahap Sintesis ..................................................... 20

Lampiran 3. Tahapan Sintesis Senyawa Intermediet dan FUSD-002 ..................... 22

Lampiran 4. Elusidasi Struktur 1H-NMR Terhadap FUSD-002 ............................. 26

Lampiran 5. Identifikasi LC-MS Terhadap Senyawa FUSD-002 .......................... 29

Lampiran 6. Penambatan Molekul Senyawa FUSD-002 Terhadap PEX-9 ............ 33

Lampiran 7. Hasil Pengamatan Organoleptis, Kelarutan dan Titik Lebur.............. 34

Lampiran 8. Hasil Penambatan Awal (docking) FUSD-002 Terhadap PEX-9

Sebanyak 250 Kali Run ....................................................................... 35


xii

INTISARI

Penyakit kanker payudara merupakan salah satu penyakit kanker dengan

prevalensi tertinggi di Indonesia. Data Kementerian Kesehatan RI (2015)

melaporkan Daerah Istimewa Yogyakarta sebagai provinsi dengan prevalensi

kanker payudara tertinggi sebesar 2,4%. Sel kanker mampu mensintesis

extracellular protease seperti matriks metalloproteinase (MMP) untuk

mendegradasi extracellular matrix (ECM) sehingga mempermudah invasi ke

jaringan lain. Pada sel normal, MMP diekspresikan dalam proses pembengkakan

dan penyembuhan luka, namun pada kanker payudara, subfamili MMP yang

diekspresikan secara berlebihan untuk migrasi sel dan angiogenesis yaitu MMP-9.

Tujuan penelitian ini untuk mensintesis analog purin dari p-nitroanilin,

3-bromopropionil klorida dan teofilin serta melakukan studi in silico terhadap

PEX-9 dilakukan menggunakan penambatan molekul dengan perangkat lunak

Autodock4.0. Hasil penelitian menunjukkan bahwa analog purin FUSD-002 dapat

disintesis dari p-nitroanilin, 3-bromopropionil klorida dan teofilin. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa struktur analog purin dapat dijelaskan dengan uji 1H-NMR dan LC-MS. Penambatan molekul FUSD-002 ke sisi aktif MMP-9

hemopexin domain (PEX-9) menghasilkan free energy of binding -8,68 kcal/mol

dan Ki terprediksi 0,43 μM, diasosiasikan sebagai adanya interaksi molekuler

antara PEX-9 dan senyawa hasil sintesis.

Kata kunci: FUSD-002, penambatan molekul, PEX-9, sintesis


xiii

ABSTRACT

Breast cancer is one of the cancer diseases with the highest prevalence in

Indonesia. In 2015, DIY is the province with that highest prevalence (2,4%), as

reported by the Indonesian Ministry of Health. Cancer cell is able to synthesize

extracellular protease e.g. matrix metalloproteinase (MMP), which degrades the

extracellular matrix (ECM), therefore it enchances the invasion of the cancer cell

to other tissues. In normal cell, MMP is expressed during inflammation as well as

wound healing, but in breast cancer, subfamily of MMP (MMP-9) is expressed

highly to facilitate cell migration and angiogenesis. This study aims to synthesize

purine analog from p-nitroanilin, 3-bromopropionil chloride and theophylline. The

ligan is then studied its molecular interaction with PEX-9 using molecular

docking. The result shows that the structure of the purine analog has been

confirmed by 1H-NMR and LC-MS. The docking study reveals that there are

molecular interactions between the ligan (FUSD-002) with PEX-9 at the active

site with free energy of binding -8,68 kcal/mol and predicated Ki 0,43 μM, is

associated as a molecular interaction between PEX-9 and the synthesis compound.

Keywords: FUSD-002, molecular docking, PEX-9, synthesis


1

PENDAHULUAN

Menurut data International Agency for Research on Cancer (IARC) tahun

2012 diketahui bahwa kanker payudara merupakan penyebab utama morbiditas

dengan persentase sebesar 43,3% dan mortalitas sebesar 12,9%. Penyakit kanker

payudara merupakan salah satu penyakit kanker dengan prevalensi tertinggi di

Indonesia pada tahun 2013. Data Kementerian Kesehatan RI tahun 2015 mencatat

Daerah Istimewa Yogyakarta sebagai provinsi dengan prevalensi kanker payudara

tertinggi di Indonesia sebesar 2,4%.

Kanker payudara merupakan penyakit neoplasma yang ganas pada sel-sel

jaringan di payudara. Sel kanker kehilangan mekanisme normalnya sehingga

pertumbuhan sel menjadi abnormal dan membentuk suatu massa yang disebut

tumor. Sel kanker memiliki kemampuan untuk menyebar ke organ tubuh lainnya

dengan tahap melepaskan diri dari tumor primer, bermigrasi dan menyerang

jaringan sekitarnya, memasuki pembuluh darah, beredar di seluruh tubuh dan

akhirnya mencapai tempat sekunder (Yousef et al., 2014). Kanker payudara dapat

menyebabkan secondary cancer seperti kanker gastrointestinal, kanker paru-paru,

kanker ovarium, kanker ginekologi, risiko leukemia (Kirova et al., 2008). Sel

kanker memiliki extracellular protease untuk mendegradasi extracellular matrix

(ECM) sehingga dapat mempermudah invasi ke jaringan lainnya seperti matrix

metalloproteinase (MMP). Pada sel normal, MMP diekspresikan dalam proses

pembengkakan dan penyembuhan luka. Salah satu jenis MMP yaitu MMP-9 lebih

banyak diekspresikan pada sel kanker payudara dibandingkan sel payudara

normal. Ekspresi MMP-9 bervariasi pada subtipe molekuler kanker payudara,

grade dan onset metastasis (Yousef et al., 2014).

Matriks metalloproteinase-9 (MMP-9) adalah zinc-dependent peptidase

yang termasuk dalam subfamili gelatinase MMP dan diekskresikan sebagai

proenzim tidak aktif. Semua kelompok MMP memiliki kemiripan struktur yakni

terdiri dari pro-peptide region, catalytic domain, linker domain dan hemopexin

domain (Bauvois, 2012). Bagian pro-peptide region terdapat asam amino sistein

yang berinteraksi dengan ion zink yang terdapat di gugus catalytic domain.

Interaksi ini membuat MMP tetap berada dalam keadaan tidak aktif yang disebut


2

cysteine switch. Ikatan zink tersebut harus diputus oleh enzim lain terlebih dahulu

agar MMP bisa menjadi aktif. Setelah menjadi aktif, substrat ECM akan

berinteraksi dengan catalytic domain pada MMP untuk kemudian didegradasi

(Yabluchanskiy et al., 2013). Hemopexin domain tersusun dalam empat lembaran

β yang simetris (Nagase et al., 2006). MMP-9 memiliki kemampuan untuk

mendegradasi denaturated collagens yang telah dipotong oleh berbagai

kolagenase seperti MMP-1, MMP-8 dan MMP-13, mendegradasi kolagen tipe IV

yang merupakan komponen utama membran basal dan berperan penting dalam

proses penyebaran seperti invasi tumor dan angiogenesis yang disebabkan tumor

(Yousef et al., 2014).

Berdasarkan peran penting MMP, ilmuwan merancang obat penghambat

MMP (MMP inhibitors) sebagai terapi kanker. Namun keberhasilan klinis

inhibitor MMP masih sangat terbatas karena sifatnya yang tidak selektif terhadap

satu jenis MMP (Devy and Dransfield, 2011). Salah satu efek samping yang

paling sering dikaitkan dengan uji klinik inhibitor MMP seperti marimastat dan

prinomastat adalah sindrom muskuloskeletal (MSS) yang dimanifestasikan

sebagai rasa sakit dan immobilitas pada sendi bahu, artralgia, kurangnya mobilitas

pada sendi di tangan serta mengurangi kualitas hidup pasien (Fingleton, 2009).

Kurang efektifnya MMP inhibitors diduga karena obat yang dirancang ditargetkan

pada catalytic domain yang secara struktural mirip pada semua MMP, sehingga

tidak spesifik terhadap salah satu jenis MMP (Vandenbroucke and Libert, 2014).

Bagian hemopexin domain pada MMP-9 (PEX-9) hanya memiliki kesamaan

sekuens asam amino dengan bagian hemopexin domain pada MMP lain sebesar

25-33% (Dufour et al., 2011). Sehingga dapat disimpulkan bahwa interaksi antara

MMP-9 dengan molekul lain seperti substrat, reseptor sel dan tissue inhibitor

lebih efektif terjadi melalui hemopexin binding site (Ugarte-Berzal et al., 2016).

Penelitian tentang penemuan MMP-9 inhibitor pada PEX-9 sudah pernah

dilakukan oleh Dufour et al., (2011) yang kemudian menemukan 5 senyawa aktif

berdasarkan penapisan virtual dengan metode molecular docking. Compound 2

merupakan nama dari salah satu senyawa yang paling aktif secara in vitro dan in

vivo dengan nilai Kd sebesar 2,1 ± 0,2 µmol/L. Hal ini mendasari peneliti untuk


3

melakukan sintesis analog yang memiliki gugus fungsi yang mirip dengan

Compound 2 diikuti dengan studi in silico terhadap PEX-9. Senyawa Compound 2

aktif karena memiliki arilamida dan gugus hidrofobik yang berikatan di daerah

sekitar permukaan rongga dan cincin planar heterosiklik yang berinteraksi dengan

rongga pada pocket yang dalam dari blade PEX-9 berdasarkan uji molecular

docking. Struktur kimia Compound 2 dan FUSD-002 disajikan pada Gambar 1.

Fitur kimia tambahan adalah keberadaan electron withdrawing group (EWG) pada

arilamida dan gugus hidrofobik pada cincin planar.

Compound 2

FUSD-002

Gambar 1. Perbandingan struktur kimia antara Compound 2 (Dufour et al., 2011) dan

FUSD-002 yang ditandai dengan farmakofor yang mirip

Tujuan penelitian ini untuk mensintesis analog dari senyawa Compound 2

dengan mengubah cincin planar pirimidin dengan cincin planar lain yaitu

golongan purin berupa teofilin dan menambahkan gugus nitro pada bagian aril

amida seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. FUSD-002 disintesis dengan

mereaksikan p-nitroanilin, 3-bromopropionil klorida dan teofilin melalui

mekanisme substitusi nukleofilik asil (SNA) dan substitusi nukleofilik 2 (SN2).


4

Tahap selanjutnya dilakukan studi in silico terhadap PEX-9 menggunakan

molecular docking dengan perangkat lunak AutoDock4.0. Hasil penelitian ini

diharapkan dapat menambah jumlah senyawa penghambat MMP-9 (MMP-9

inhibitor) terhadap MMP-9 hemopexin domain (PEX-9).

METODE PENELITIAN

Alat Penelitian

Seperangkat alat refluks, rotary evaporator Buchi® Rotavapor EL, pompa

vakum, bejana (chamber) kromatografi lapis tipis (KLT) dan lampu UV 254-356

nm, Melting Point System Mettler Toledo®, spektrometer 1H-NMR (Nuclear

Magnetic Resonance) JEOL® model JNM-ECZ500R/S1 (500 MHz), LC-MS

(Liquid Chromatography–Mass Spectrometry) merek Waters® Xevo® TQD

Triple Quadrupole Mass Spectrometry. Tahap studi in silico digunakan laptop HP

Pavilion G6 dengan dual operating system Linux Ubuntu dan Windows, processor

Intel® i5, RAM 4 GB, kapasitas hard drive 500 GB. Beberapa jenis perangkat

lunak lain seperti: perangkat lunak MarvinSketch, AutoDockTools, AutoDock4.0

dan Discovery Studio® 3.5.

Bahan Penelitian

p-Nitroanilin (nama IUPAC 4-nitrobenzenamine), 3-bromopropionil

klorida, piridin , asetonitril sebagai pelarut polar aprotik, teofilin, kalium karbonat

(K2CO3), natrium karbonat (Na2CO3) 10% , aquadest , silica gel F254, n-heksana,

etil asetat asam klorida (HCl 10%) metanol, aseton, kloroform, DAB HCl dan

etanol.

Tata Cara Penelitian

Sintesis Senyawa FUSD-002

Pada tahap sintesis dilakukan pembuatan senyawa intermediet yaitu dalam

labu alas bulat (LAB) dimasukkan sebanyak 0,496 gram (0,00359 mol; 138,126

g/mol) p-nitroanilin dicampurkan dengan 0,290 mL (0,00359 mol; 79,1 g/mol)

piridin diaduk selama 15 menit pada suhu kamar. Kemudian dimasukan 0.405

mL (0,004 mol; 171,418 g/mol) 3-bromopropionil klorida. Dilanjutkan dengan

tahap pemurnian dengan memasukkan Na2CO3 10% untuk menghilangkan sisa


5

HCl. Kemudian campuran tersebut disaring dan residu yang tertinggal dicuci

dengan aquadest hingga pH netral dan dikeringkan.

Dilanjutkan dengan pembuatan senyawa FUSD-002 dengan mencampur

teofilin (1,00 mmol) dan K2CO3 (1,5 mmol) dilarutkan dengan 7 mL asetonitril

dalam labu alas bulat (LAB) dan diaduk selama ± 15 menit pada suhu kamar.

Senyawa intermediet dilarutkan dalam 7 mL asetonitril dan dimasukkan dalam

LAB. Campuran direfluks pada suhu antara 70-80oC, dan setelah reaksi selesai

campuran dibiarkan disuhu ruangan agar asetonitril menguap. Campuran

disuspensikan dengan air untuk menghilangkan K2CO3 hingga pH netral lalu

disaring. Residu yang tertinggal dibiarkan kering dan dimurnikan dengan KLT-

preparatif menggunakan fase gerak n-heksana: etilasetat (dalam perbandingan 2:

2). Disiapkan sebanyak 4 plat KLT preparatif (20 x 20 cm) dengan gel silika, serta

disiapkan 2 chamber KLT-P yang diisi dengan fase gerak n-heksana: etil asetat

(dalam perbandingan 2: 2) dengan ketinggian volume fase gerak di dalam

chamber adalah 1 cm. Chamber yang berisi fase gerak kemudian dibiarkan jenuh

selama ± 30 menit. Produk hasil sintesis diuji secara organoleptik, kelarutan, titik

lebur, KLT dan elusidasi struktur menggunakan 1H-NMR dan pengujian massa

menggunakan Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LC-MS) yang

dilakukan oleh Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu di Universitas

Gadjah Mada (LPPT UGM).

Penambatan Molekul FUSD-002 Terhadap PEX-9

Control docking dilakukan dengan menambatkan ion sulfat sebagai ligan

kompleks dengan PEX-9 (kode pdb ID: 1ITV). Ion sulfat dipisahkan dari PEX-9

menggunakan aplikasi Discovery Studio® 3.5, lalu disimpan sebagai file format

pdb. Preparasi ligan menggunakan AutoDockTools versi 1.5.6 dengan

menambahkan muatan Gasteiger, lalu disimpan sebagai file format pdbqt.

Preparasi protein yaitu PEX-9 menggunakan aplikasi yang sama, dengan

menghilangkan air, menambahkan hidrogen polar dan muatan Kollmann,

kemudian disimpan sebagai file format pdbqt. Grid box dibuat dengan ukuran 70

x 70 x 70 Å dengan pusat pada koordinat x= -42.053; y= -30.855; z= -1.804

dengan jarak grid = 0.375 Å dan disimpan sebagai file format gpf. Docking secara


6

umum ditetapkan secara default dengan jumlah run (250) dan algoritma

Lamarckian, kemudian disimpan sebagai file format dpf.

Setelah control docking memenuhi syarat niali RMSD diantara 1,5-2 Å

(Hevener et al., 2009). Struktur FUSD-002 digambar dan dioptimasi geometrinya

menggunakan medan gaya MMFF94 yang difasilitasi oleh aplikasi

MarvinSketch®. Cara preparasi, pemetaan dan penambatan ligan FUSD-002

dilakukan dengan cara yang sama seperti pada control docking. Dilakukan

validasi internal, yaitu dengan melihat free energy of binding (FEB), jumlah pose

dalam klaster, dan interaksi antara ligan dan asam amino yang penting pada sisi

aktif PEX-9. Penambatan awal FUSD-002 dilakukan sebanyak 250 run.

Visualisasi penambatan molekul terhadap protein dilakukan menggunakan

aplikasi Discovery Studio® 3.5.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sintesis Senyawa Intermediet

Tahap awal sintesis senyawa FUSD-002 adalah melakukan sintesis

senyawa intermediet dari p-nitroanilin dan 3-bromopropionil klorida. Pada tahap

sintesis senyawa intermediet terjadi reaksi substitusi nukleofilik asil (SNA) dengan

mekanisme p-nitroanilin sebagai nukleofil dengan pasangan elektron bebas yang

berperan untuk menyerang karbon asil pada turunan asam karboksilat berupa 3-

bromopropionil klorida yang merupakan gugus pergi yang baik (Crampton et al.

2004). Dalam reaksi ini digunakan katalis reaksi yaitu piridin. Mekanisme

reaksinya digambarkan pada Lampiran 2.

Metode sintesis senyawa intermediet diadaptasi dari cara kerja yang

dilakukan oleh Arifiyanto (2001). Berdasarkan uji KLT pemisahan senyawa yang

paling baik adalah pada fase gerak n-heksana: etil asetat 3: 1. Senyawa

intermediet hasil sintesis yang terkumpul adalah sebanyak 0,853 g dan didapat

hasil perhitungan rendemennya adalah 87,04%. Semakin tinggi nilai rendemen

yang dihasilkan menandakan jumlah senyawa sintesis yang dihasilkan semakin

banyak.


7

Sintesis Senyawa FUSD-002

Senyawa intermediet yang dihasilkan digunakan untuk mensintesis

senyawa FUSD-002 dengan melibatkan reaksi substitusi nukleofilik 2 (SN2)

antara senyawa intermediet dan teofilin, serta K2CO3 sebagai katalis basa.

Mekanisme reaksi ini melibatkan teofilin sebagai nukleofil yang menyerang atom

karbon alkil halida primer pada 3-bromo-N-(4-nitrofenil) propanamida dari bagian

belakang. Sehingga terbentuk suatu keadaan transisi karbon pentavalent yang

dalam waktu bersamaan teofilin membentuk ikatan dengan atom C dan ikatan

antara Br dengan C terputus. Teofilin akan berikatan dengan C dan Br akan lepas

(Domingos et al., 2004). Mekanisme reaksi ini digambarkan pada Lampiran 2.

Metode sintesis senyawa FUSD-002 ini diadaptasi dari cara kerja yang

dilakukan oleh Islam dan Nagamatsu (2006). Hasil rendemen yang didapat untuk

menunjukkan jumlah senyawa FUSD-002 yang dihasilkan adalah 2,02%.

Senyawa intermediet dan FUSD-002 yang terkumpul diamati organoleptisnya dan

diperoleh hasil senyawa intermediet berbentuk serbuk kuning dan tidak berbau

dan senyawa FUSD-002 berbentuk serbuk halus kuning pudar dan tidak berbau.

Pada pengujian kelarutan senyawa FUSD-002 larut dalam metanol, etanol,

kloroform, etilasetat dan aseton dan tidak larut dalam n-heksana, asam klorida

10% dan aquadest. Berdasarkan pengujian titik lebur diperoleh melting range

masing-masing senyawa yaitu teofilin (273,5- 274,4oC), senyawa intermediet

(183,5oC) dan FUSD-002 (222,4- 225,3

oC). Titik lebur antara masing-masing

senyawa berbeda dan menunjukkan rentang titik lebur yang tidak lebih dari 3,0 o

C

sehingga senyawa teofilin, intermediet dan FUSD-002 dikatakan murni.

Elusidasi Struktur 1H-NMR Terhadap Senyawa FUSD-002

Spektroskopi resonansi magnetik inti (NMR) didasarkan pada pengukuran

serapan radiasi elektromagnetik. Dalam penentuan struktur senyawa organik

biasanya digunakan inti 1H (spektroskopi proton NMR) dan

13C (spektroskopi

carbon NMR) , pada penelitian ini menggunakan proton-NMR. Spektrum 1H-

NMR menunjukkan empat parameter terkait dengan struktur molekul yaitu

pergeseran kimia (δ), multiplikasi sinyal, integrasi dan konstanta kopling.


8

Pergeseran kimia berhubungan dengan jumlah sinyal dan posisi sinyal. Integrasi

merupakan area puncak (besaran sinyal) dalam spektrum NMR yang digunakan

untuk mengetahui jumlah proton dari suatu molekul dan konstanta kopling yang

digunakan untuk mengetahui hubungan dengan ikatan kimia atau proton tetangga

dalam suatu multiplikasi sinyal (Onche, Tukura and Bako, 2013).

Pergeseran kimia menyatakan perbedaan frekuensi resonansi inti dengan

senyawa standar pada spektroskopi NMR. Senyawa standar yang digunakan

adalah tetrametilsilan (CH3)4Si atau TMS. Senyawa ini memiliki proton metil

yang sangat terlindungi. Pelarut yang digunakan pada identifikasi struktur

menggunakan NMR harus inert, titik didih rendah dan tidak memiliki banyak

proton. Pelarut yang lazim digunakan dalam pengukuran 1H-NMR adalah pelarut

deuterated, dan pada uji ini digunakan adalah pelarut deuterated kloroform

(CDCl3). Hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi 1H-NMR disajikan pada

Gambar 2.

Gambar 2. Spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002


9

Pada pergeseran kimia δ 2,03 ppm menunjukkan proton Ha (integrasi 3),

Hb (integrasi 3) dan Hc (integrasi 2) dengan sinyal multiplet. Berdasarkan teori,

seharusnya Ha dan Hb memiliki sinyal singlet karena lingkungan kimianya sama

dan tidak memiliki proton tetangga, dan Hc memiliki sinyal triplet karena

memiliki 2 proton tetangga dalam lingkungan kimia yang berbeda. Pada

pergeseran ini jumlah integrasi yang terbaca adalah 10,67 yang merupakan jumlah

dari integrasi Ha (integrasi 3), Hb (integrasi 3) dan Hc (integrasi 2) ditambah

dengan 3 intergrasi dari etilasetat (CH3) = 11 proton. Sehingga disimpulkan sinyal

singlet pada δ 2,03 ppm menunjukkan 10,67 integrasi yang dibulatkan menjadi

11. Perbesaran pergeseran kimia δ 0,6-2,3 ppm spektrum 1H-NMR senyawa

FUSD-002 disajikan pada Lampiran 4.

Pada pergeseran kimia δ 4,12 ppm menunjukkan proton Hd (integrasi 8)

yang secara teori seharusnya triplet. Namun proton ini bisa juga terlihat sebagai

quartet karena bisa melakukan kopling jarak jauh (long range coupling) dengan

Hg mengingat konfigurasinya membentuk huruf W yang kemungkinan

bertumpang tindih dengan residu etilasetat yang belum menguap sempurna saat

pengeringan sehingga menunjukkan integrasi 8 (Schiffer and Stuchebrukhov,

2010). Perbesaran pergeseran kimia δ 4-4,2 ppm spektrum 1

H-NMR senyawa

FUSD-002 disajikan pada Lampiran 4.

Secara umum, proton amida (He) tidak nampak pada spektrum NMR

karena atom H pada amida bersifat asam, sehingga mudah lepas dan tertukar

dengan deuterium. Pertukaran proton dengan pelarut dapat menghilangkan sinyal

proton tersebut, karena pada pelarut deuterated semua proton disubstitusi dengan

deuterium (2H) yang tidak terdeteksi dalam

1H-NMR. Pada pergeseran kimia δ

5,00-7,00 menunjukkan tiga sinyal multiplet kemungkinan merupakan

kontaminan.

Pada pergeseran kimia δ 7,00 – 8,00 ppm adalah daerah proton aromatik.

Pada spektrum ditemui 3 set sinyal yang berbeda, yaitu: pada δ 7,50 ppm (tidak

terbaca jumlah integrasinya), padaδ 7,77 ppm (integrasi 2) dan pada δ 8,23 ppm

(integrasi 2). Sinyal δ pada 7,50 ppm berupa singlet kemungkinan adalah Hf

sedangkan sinyal δ 7,77 ppm adalah proton Hg yang berada pada posisi deshielded


10

karena dekat dengan atom 1 nitrogen sebagai tetangganya. Sinyal δ 8,227 ppm

adalah proton Hh menunjukkan proton yang lebih de-shielded dari pada Hf -

karena terletak dekat gugus yang elektronegatif yaitu gugus nitro. Sehingga proton

tersebut mempunyai medan magnet internal yang lemah dan akan terbawa radiasi

medan magnet luar dan pada spektrum ditunjukkan dengan posisi sinyal semakin

ke kiri (ppm semakin besar). Perbesaran pergeseran kimia 7,50-8,40 ppm

spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002 disajikan pada Lampiran 4.

Berdasarkan hasil elusidasi struktur dengan 1H-NMR, senyawa FUSD-002

sudah terbentuk berdasarkan keberadaan proton-proton yang ditunjukkan oleh

sinyal sesuai dengan lingkungan hidrogen senyawa FUSD-002 meskipun masih

terdapat residu pelarut dan impurities lainnya. Berdasarkan hal tersebut,

pemurnian harus dilakukan dengan cara KLT preparatif dan senyawa yang murni

dikeringkan sampai pelarutnya menguap tidak bersisa.

Identifikasi LC-MS terhadap senyawa FUSD-002

Liquid Chromatography-Mass Spectrometry adalah teknik analisis yang

menggabungkan pemisahan kromatografi beresolusi tinggi dengan deteksi

spectrum massa. Sampel dipisahkan oleh kromatografi cair, dan sampel yang

dipisahkan disemprotkan ke sumber electron spray ionization (ESI), dimana

sampel diubah menjadi ion. Alat analisis massa kemudian digunakan untuk

menyortir ion menurut massanya sesuai dengan fragmentasinya dan detector

menghitung ion yang muncul dari penganalisis massa dan dibaca sebagai

spectrum nilai m/z (mass-to-charge ratio). Hasil ini digunakan untuk menentukan

massa partikel dan molekul, dan untuk menjelaskan struktur kimia molekul

(Parasuraman et al., 2014). Kromatogram dari HPLC ditunjukkan pada Gambar

30, terlihat 5 puncak yaitu pada waktu retensi (Rt) 0,20; 0,29; 0,45; 0,51 dan 1,09

menit. Kelima puncak tersebut sebenarnya adalah senyawa yang sama, hanya saja

ada sebagaian molekul FUSD-002 yang mengalami penambahan ion (ion adduct)

(Rahayu dkk., 2017).

Pada proses ESI biasanya terjadi ionisasi positif dimana molekul

membentuk ion adduct seperti [M+H]+, [M+Na]

+ dan [M+K]

+, serta dimer atau

trimer dari ion-ion tersebut juga sering terdeteksi pada spektra massa seperti


11

[2M+Na]+. Selain itu juga terdapat ion molekul yang bermuatan ganda dengan

beberapa gabungan dari kation juga teridentifikasi seperti [M+H+Na]2+

. Ion

molekul yang sering terbentuk pada ionisasi negatif saat proses ESI adalah [M-H]-

(Eichhorn and Knepper, 2001).

Gambar 3. Kromatogram dari HPLC senyawa FUSD-002

Spektrum massa pada puncak dengan waktu retensi (Rt) 0,20; 0,29; 0,45;

dan 0,51 menit secara berturut-turut disajikan pada Lampiran 5. Puncak tertinggi

pada spektrum massa pada puncak pertama Rt=0,20; diikuti dengan Rt= 0,29; Rt=

0,45 dan Rt=0,51 terdeteksi rasio massa dengan muatan (m/z) sebesar 396,99. Dari

hasil tersebut disimpulkan bahwa massa senyawa secara teoretis [M+Na]+

dan

sehingga (372+23+1 = 396 (M+Na+H).

Berdasarkan spektrum massa pada puncak dengan waktu retensi (Rt) 1,09

menit pada Gambar 4 menunjukkan rasio massa dengan muatan (m/z) sebesar

371,51 g/mol yang sesuai dengan prediksi massa secara teoretis yaitu 372,34

g/mol.


12

Gambar 4. Spektrum massa pada puncak dengan Rt=1,09

Hasil NMR menunjukkan masih ada impurities, namun setelah dilakukan

KLT preparatif dan dikeringkan dengan maksimal, data LC-MS menunjukkan

bahwa senyawa sudah murni dengan diperoleh hasil massa relatif senyawa

FUSD-002 sesuai dengan teoretisnya.

Penambatan Molekul FUSD-002 Terhadap PEX-9

Penambatan molekul merupakan suatu metode untuk menemukan ligan

yang sesuai pada sisi aktif protein, secara geometrik dengan energi ataupun secara

komputasional. Penambatan molekul dapat diaplikasikan dalam proses

pengembangan obat dengan tujuan memprediksi model ikatan dari ligan yang

diketahui aktif, pencarian ligan baru menggunakan virtual screening, dan

memprediksi afinitas ikatan dari beberapa seri senyawa aktif (Dhanik et al. 2013).

Proses penambatan molekul menyangkut prediksi konformasi ligan dan orientasi

(penentuan pose) dengan sisi penambatan yang ditargetkan. Syarat dalam

menentukan pose yang baik adalah nilai RMSD (root mean square deviation)

antara 1,5-2 Å (Hevener et al., 2009) dengan mempertimbangkan energy of

binding senyawa dengan protein. Pada proses control docking dilakukan


13

penambatan ulang ion sulfat yang berikatan pada PEX-9 yang menunjukkan posisi

ion sulfat sebelum dilakukan penambatan ulang yaitu ketika masih bergabung

dalam satu file kompleks dengan PEX-9 seperti yang digambarkan pada Lampiran

6. Nilai RMSD antara kedua ion sulfat adalah 1,989 Å, sehingga penambatan

ulang ini diterima karena memenuhi persyaratan nilai RMSD 1,5-2 Å (Hevener et

al., 2009). Hasil penambatan menunjukkan ion sulfat berinteraksi dengan asam

amino ARG106 melalui interaksi hidrogen-ionik, sehingga ARG106 diduga

terlibat dalam interaksi antara ligan dengan PEX-9.

Penambatan senyawa FUSD-002, hasil histogramnya ditampilkan pada

Lampiran 8. Dari hasil docking diperoleh jumlah klaster sebanyak 19, dimana

terdapat 2 klaster dengan anggota terbanyak secara berturut-turut nomor 2 dan 1.

Dari kedua klaster tersebut, disimpan pose dengan energi ikatan terendah (lowest

binding energy) dari masing-masing klaster yaitu run 206 untuk klaster 1

memiliki free energy of binding -8,68 kcal/mol dan run 207 untuk klaster 2

memiliki free energy of binding -8,43 kcal/mol, yang kemudian divisualisasikan

menggunakan software Discovery Studio® 3.5 dengan menampilkan asam amino

yang terlibat dalam interaksi ligan-protein antara senyawa FUSD-002 dengan

PEX-9. Visualisasi kedua pose tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.

(a)

(b)

Gambar 5. Visualisasi 2 pose terbaik dari penambatan FUSD-002 dengan PEX-9

(a) Run 206 dan (b) Run 207


14

Kedua pose tersebut diduga sebagai pose yang paling stabil agar FUSD-

002 dapat berikatan dengan PEX-9. Hasil visualisasi menggambarkan asam amino

yang penting dalam interaksi hidrogen antara ligan dengan PEX-9 adalah run 206

(GLU60, LYS65, GLN154) dan run 207 (GLU14, GLU60, ARG106, GLN154,

GLU157). Berdasarkan hasil yang diperoleh, belum dapat disimpulkan pose

stabil dari senyawa FUSD-002 terhadap PEX-9 dan perlu dilakukan penelitian

lebih lanjut meliputi studi in silico teroptimasi dan studi in vitro.

KESIMPULAN

Analog purin (FUSD-002) dapat disintesis dengan mereaksikan p-

nitroanilin, 3-bromopropionil klorida dan teofilin melalui mekanisme substitusi

nukleofilik asil dan substitusi nukleofilik 2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

struktur analog purin dapat dijelaskan dengan uji 1H-NMR dan LC-MS.

Penambatan molekul FUSD-002 ke sisi aktif MMP-9 hemopexin domain (PEX-9)

menghasilkan free energy of binding -8,68 kcal/mol dan Ki terprediksi 0,43 μM,

diasosiasikan sebagai adanya interaksi molekuler antara PEX-9 dan senyawa hasil

sintesis.

SARAN

Berdasarkan hasil dari penambatan FUSD-002 secara in silico, dapat

dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menguji senyawa FUSD-002 secara in

vitro dengan menggunakan enzim MMP-9 untuk mengkorelasikan hasil dari

penambatan molekul dan mengetahui nilai Ki yang sebenarnya. Apabila FUSD-

002 aktif terhadap enzim MMP-9, maka dapat dilanjutkan pengujian secara in

vitro terhadap sel kanker payudara untuk melihat potensinya sebagai sitostatika.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis dengan rasa hormat, mengucapkan terima kasih kepada LPPM

(Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat) Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta yang telah mendanai penelitian ini melalui hibah internal Nomor

025/LPPM-USD/IV/2017.


15

DAFTAR PUSTAKA

Arifiyanto, A. 2001. Pengaruh Penambahan Basa Natrium Hidroksida dan Piridin

dalam Sintesis Benzoilanilida. Skripsi. Program S1 Farmasi Universitas

Sanata Dharma. Yogyakarta. 13-27.

Bauvois B., 2012. New Facets of Matrix Metalloproteinase MMP-2 and MMP-9

as Cell Surface Transducer: Outside-in Signaling and Relationship to Tumor

Progression. Biochimica et Biophysica Acta., 1825: 29-36.

Crampton, M. R., Emokpae, T.A., Howard, J.A.K., Isanbor, C., and Mondal, R.,

2004. Leaving Group Effects on the Mechanism of Aromatic Nucleophilic

Substitution (SNAr) Reactions of Some phenyl 2,4,6-trinitrophenyl ethers

With Aniline In Acetonitrile. Journal of Physical Organic Chemistry., 17(1):

65–70.

Devy, L. and Dransfield, D.T., 2011. New Strategies for the Next Generation of

Matrix-Metalloproteinase Inhibitors: Selectively Targeting Membrane-

Anchored MMPs with Therapeutic Antibodies. Biochemistry Research

International., 1-7.

Dhanik, A., Mcmurray, J.S., and Kavraki, L.E. 2013. DINC : A New AutoDock-

Based Protocol for Docking Large Ligands. BMC Structural Biology., 13

Suppl 1: S11.

Domingos, J.B., Longhinotti, E., Brandão, T.A.S., Bunton, C.A., Santos, L.S.,

Eberlin, M.N., and Nome, F., 2004. Mechanisms of Nucleophilic

Substitution Reactions of Methylated Hydroxylamines with Bis(2,4-

dinitrophenyl)phosphate. Journal of Organic Chemistry., 69(2): 6024–6033.

Du, H., Li, J., Cai, Y., Zhang, H., Liu, G., Tang, Y., and Li, W., 2017.

Computational Investigation of Ligand Binding to the Peripheral Site in

CYP3A4: Conformational Dynamics and Inhibitor Discovery. Journal

Chemical Information and Modeling., 2-6.

Dufour, A., Sampson, N. S., Li, J., Kuscu, C., Rizzo, R. C., DeLeon, J. L., and

Cao, J., 2011. Small-Molecule Anticancer Compounds Selectively Target

The Hemopexin Domain of Matrix Metalloproteinase-9. Cancer Research.,

71(14): 4977–4988.

Eichhorn, P., and Knepper, T. P., 2001. Electrospray ionization mass

spectrometric studies on the amphoteric surfactant cocamidopropylbetaine.

Journal Of Mass Spectrometry., 36: 677–684.

Fingleton, B., 2009. MMPs as Therapeutic Targets – Still a Viable Option. NIH

Public Access., 19(1): 61–68.

Hevener, K. E., Zhao, W., Ball, D. M., Babaoglu, K., Qi, J., White, S. W., and

Lee, R. E. 2009. Validation of Molecular Docking Programs for Virtual

Screening Against Dihydropteroate Synthase. Journal of Chemical

Information and Modeling., 49(2): 444–460.

International Agency for Research on Cancer. 2012. Breast Cancer Estimated

Incidence, Mortality and Prevalence Worldwide in 2012,

http://globocan.iarc.fr/old/FactSheets/cancers/breast-new.asp accesed 24

November 2017.

Islam, R., and Nagamatsu, T., 2006. Synthesis and Regioselective N- and O-

alkylation of 1H- or 3H-[1,2,3]triazolo[4,5-d]pyrimidine-5,7(4H,6H)-diones


http://globocan.iarc.fr/old/FactSheets/cancers/breast-new.asp

16

(8-azaxanthines) and Transformation of Their 3-alkyl derivatives into 1-alkyl

isomers. Synthesis. Scholarship OUDIR: Okayama University Digital

Information Repository., (24): 4167–4179.

Kementrian Kesehatan RI. 2015. InfoDATIN Pusat Data dan Informasi

Kementrian Kesehatan RI “Stop Kanker”. Diambil dari laman

http://www.depkes.go.id/resources/download/pusdatin/infodatin/infodatin-

kanker.pdf pada tanggal 27 November 2017.

Kirova, Y.M., De Rycke, Y., Gambotti, L., Pierga, J.-Y., Asselain, B., and

Fourquet, A., 2008. Second Malignancies After Breast Cancer: The Impact

of Different Treatment Modalities. British Journal of Cancer., 98(5): 870–

874.

Nagase H, Visse R, and Murphy G., 2006. Structure and Function of Matrix

Metalloproteinases and TIMPs. Cardiovascular Research., 69: 562-573.

Onche, Tukura, B. W., and Bako, S. S., 2013. Nuclear Magnetic Resonance

(NMR) Analysis of D - (+) - Glucose: A Guide to Spectrometric Structural

Elucidation of Sugars. IOSR Journal of Applied Chemistry (IOSR-JAC).,

6(1): 45-51.

Parasuraman, S., R, Anish., Balamurugan, S., Muralidharan, S., Kumar, K. J., and

Vijayan, V., 2014. An Overview of Liquid Chromatography-Mass

Spectroscopy Instrumentation. Review Article Pharmaceutical Methods., 5

(2): 48-53.

Rahayu, R.S., Suprihatin, I.E., dan Rita, W.S., 2017. Identifikasi Pewarna Merah

K3 (CI 15585) dalam Produk Kosmetik Sediaan Perona Mata Secara LC-MS.

Cakra Kimia., 5(1): 1-9.

Reddy, C. S. K., Khan, K. A. A., and Nagaraja, C., 2016. A Review on the

Determination of Melting Point Measurement System. International Journal

of Advanced Research in Electrical., 5(2): 975-976.

Schiffer, S. H., and Stuchebrukhov, A. A., 2010. Theory of Coupled Electron

and Proton Transfer Reaction. Chemical Review American Chemical Society.,

110 (12): 6939-6942.

Ugarte-Berzal E., Vandooren J., Bailón E., Opdenakker G., and García-Pardo A.,

2016. Inhibition of Gelatin Degradation by PEX9 Blades 1 and 4. Journal of

Biological Chemistry., 291(22): 11751–11760.

Vandenbroucke R.E., and Libert C., 2014. Is There New Hope For Therapeutic

Matrix Metalloproteinase Inhibition? Nature Reviews Drug Discovery., 2-6.

Yabluchanskiy A, Ma Y, Iyer R P, Hall M E, and Lindsey M L., 2013. Matrix

Metalloproteinase-9: Many Shades of Function in Cardiovascular Disease.

Physiology., 28: 391-403.

Yousef, E.M., Tahir, M.R., St-Pierr, Y., and Gaboury, L. A. 2014. MMP-9

Expression Varies According to Molecular Subtypes of Breast Cancer. BMC

Cancer. 14: 609.


17

LAMPIRAN


18

Lampiran 1. Perhitungan Bahan Sintesis dan Hasil Rendemen

SENYAWA INTERMEDIET

Perhitungan bahan:

1. p-nitroanilin digunakan 3,59 mmol = 0,00359 mol

Berat molekul = 138,12 g/mol

Massa jenis = 1,44 g/mL

0,00359 mol x 138,12 g/mol = 0,496 g atau 0,496 g x 1,44 g/mL= 0,714

mL

2. Piridin digunakan 3,59 mmol = 0,00359 mol




mL ≈ 0,290 mL)

3. 3-bromopropionil klorida 4,00 mmol = 0,00400 mol




mL ≈ 0,405mL

Hasil rendemen:

Senyawa intermediet yang seharusnya (teoretis) = 0,00359 mol x 273,086

gram/mol = 0,980 gram

Senyawa intermediet =

x 100%

=

x 100% = 87,04 %


19

SENYAWA FUSD-002

Perhitungan bahan:

1. Senyawa intermediet

- Dihasilkan senyawa intermediet sebanyak 0,853 gram/273,086

gram/mol = 3,124 mmoL

2. Teofilin

- Direaksikan senyawa intermediet : teofilin (0,8769 : 0,6000) = 1,4615.

Digunakan perbandingan yang sama = 3,124 mmoL/ 1,4615 mmoL =

2,137 mmoL, sehingga perhitungan teofilin yang digunakan adalah

2,137 mmoL x 180,164 g/moL = 0,002137 moL x 180,164 g/moL =

0,385 gram

3. K2CO3

- Digunakan 0.9044 mmoL K2CO3 dengan perbandingan K2CO3 :

senyawa intermediet = 0,9044 : 0,8769, maka K2CO3 = 0,9044/0,8769

x 3,124 mmoL = 3,22 mmoL. Sehingga K2CO3yang dibutuhkan adalah

3,222 mmoL x 138,205 g/moL = 0,003222 x 138,205 g/moL = 0,445

gram

4. Asetonitril

- Digunakan 13,5 mL = 14 mL (7 mL untuk melarutkan K2CO3 +

teofilin dan 7 mL untuk melarutkan senyawa intermediet).

Hasil rendemen :

Senyawa FUSD-002 yang seharusnya (teoretis) = 0,00359 mol x 372,341

gram/mol = 1,337 gram

Senyawa intermediet =

x 100%

=

x 100% = 2,02 %


20

Lampiran 2. Mekanisme Reaksi Tahap Sintesis

Reaksi substitusil nukleofilik asil antara p-nitroanilin dan 3-bromopropionil klorida

(i)

(ii)

(iii)

(iv)

p-nitroanilin

3-bromopropionil

klorida

piridin


21

Reaksi substitusi nukleofilik 2 antara teofilin dan senyawa intermediet

teofilin

Senyawa intermediet


22

Lampiran 3. Tahapan Sintesis Senyawa Intermediet dan FUSD-002

SENYAWA INTERMEDIET

Pencampuran

p-nitroanilin dan piridin

Penambahan

3-bromopropionil klorida

Pemurnian senyawa

intermediet dengan

Na2CO3 10%

Pemurnian senyawa

intermediet dengan

aquadest

Pengukuran pH senyawa

intermediet

Uji DAB HCl


23

Pengujian KLT dengan

fase gerak n-heksana:

etil asetat (1: 3)



etil asetat (2: 2)



etil asetat (3: 1)

SENYAWA FUSD-002

Pencampuran teofilin

dengan K2CO3 dalam

pelarut asetonitril

Pencampuran senyawa

intermediet dengan

pelarut asetonitril

Pencampuran larutan

teofilin dan K2CO3

dengan larutan senyawa

intermediet


24

Refluks senyawa FUSD-

002 dengan waterbath

(suhu 70-80oC)

Campuran FUSD-002

yang dibiarkan menguap

Campuran FUSD-002

dimurnikan dengan

pelarut aquadest

Pengukuran pH senyawa

FUSD-002

KLT-P terhadap residu

hasil sintesis FUSD-002

Pemurnian dengan

KLT-P FUSD-002 saat

dilihat dilampu UV


25

Pemurnian hasil KLT-P

dengan pelarut etil asetat

Pengeringan FUSD-002

dengan rotary evaporator

Pengujian kelarutan

senyawa FUSD-002

Pengujian titik lebur terhadap teofilin, senyawa intermediet dan FUSD-002


26

Lampiran 4. Elusidasi Struktur 1H-NMR Terhadap FUSD-002

Pergeseran kimia δ 0,6-2,3 ppm spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002


27

Pergeseran kimia δ 4-4,2 ppm spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002


28

Pergeseran kimia δ 7,50-8,40 ppm spektrum 1H-NMR senyawa FUSD-002


29

Lampiran 5. Identifikasi LC-MS Terhadap Senyawa FUSD-002

Spektrum massa pada puncak dengan Rt=0,20


30



31



32



33

Lampiran 6. Penambatan Molekul Senyawa FUSD-002 Terhadap PEX-9

(a) (b)

Hasil penambatan ulang ion sulfat pada PEX-9

*) (a) Ion sulfat yang dalam kompleks dengan PEX-9 sebelum dilakukan penambatan

ulang berwarna kuning; (b) ion sulfat setelah dilakukan penambatan ulang diwarnai

merah dan protein PEX-9 ditunjukkan dengan warna biru.


34

Lampiran 7. Hasil Pengamatan Organoleptis, Kelarutan dan Titik Lebur

1. Organoleptis

Parameter Senyawa intermediet Senyawa

FUSD-002

- Bentuk Serbuk Serbuk halus

- Warna Kuning Kuning pudar

- Bau Tidak berbau Tidak berbau

- Rasa - -

2. Uji kelarutan

Pelarut Senyawa FUSD-002

Larut Tidak

Larut

Metanol

Etanol

Kloroform

Etil asetat

n-heksana

Asam klorida 10%

Aseton

Aquadest

3. Uji titik lebur

Teofilin Senyawa

intermediet

Senyawa

FUSD-002

Melting Point (oC) 273,5-274,4 183,5 222,4-225,3


35

Lampiran 8. Hasil Penambatan Awal (docking) FUSD-002 Terhadap PEX-9

Sebanyak 250 Kali Run

____________________________________________________________

____________________

| | | | |

Clus | Lowest | Run | Mean | Num | Histogram

-ter | Binding | | Binding | in |

Rank | Energy | | Energy | Clus| 5 10 15

20 25 30 35

_____|___________|_____|___________|_____|____:____|____:___

_|____:____|____:___

1 | -8.68 | 206 | -8.09 | 30

|##############################

2 | -8.43 | 207 | -7.46 | 177

|###########################################################

############################################################

##########################################################

3 | -7.98 | 223 | -7.69 | 2 |##

4 | -7.91 | 231 | -7.91 | 1 |#

5 | -7.77 | 31 | -7.56 | 3 |###

6 | -7.63 | 93 | -7.42 | 6 |######

7 | -7.52 | 155 | -6.95 | 16 |################

8 | -7.10 | 246 | -7.10 | 1 |#

9 | -7.04 | 150 | -6.92 | 2 |##

10 | -6.98 | 181 | -6.98 | 1 |#

11 | -6.84 | 97 | -6.84 | 1 |#

12 | -6.82 | 113 | -6.82 | 1 |#

13 | -6.80 | 67 | -6.80 | 1 |#

14 | -6.68 | 8 | -6.68 | 1 |#

15 | -6.59 | 216 | -6.59 | 1 |#

16 | -6.56 | 54 | -6.56 | 1 |#

17 | -6.52 | 169 | -6.36 | 2 |##

18 | -6.50 | 240 | -6.50 | 1 |#

19 | -6.38 | 30 | -6.16 | 2 |##

_____|___________|_____|___________|_____|__________________

____________________


36


37

BIOGRAFI PENULIS

Skripsi dengan judul “Sintesis Analog Purin (FUSD-

002) dan Studi In Silico Terhadap Matrix

Metalloproteinase-9 (MMP-9) Hemopexin Domain

Sebagai Kandidat Anti-Kanker Payudara” ditulis oleh

penulis dengan nama lengkap Diana Putri Kartika Sari

Ludji. Penulis dilahirkan di Kota Ende, Kabupaten

Ende, Provinsi Nusa Tenggara Timur pada 25 Juni 1997.

Penulis merupakan anak kandung kedua dari lima

bersaudara pasangan Ruben Ludji dan Maria Yustina

Titona Kusumadewi. Penulis menempuh pendidikan mulai dari TK Dharma

Wanita Kefamenanu (2001-2003) melanjutkan ke tingkat Sekolah Dasar di SDK

Santo Agustinus Leob Kefamenanu (2003-2006) dan pindah ke SDN Bertingkat

Naikoten 1 Kupang (2006-2009), tingkat Sekolah Menengah Pertama di SMP

Swasta Katolik Frateran Ndao Ende (2009-2012), tingkat Sekolah Menengah Atas

di SMAK Syuradikara Ende (2012-2014). Penulis kemudian menempuh Sarjana

1 di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta pada tahun 2014.

Penulis merupakan anggota aktif dalam kegiatan kampus seperti Unit Kegiatan

mahasiswa Fakultas (UKF) Voli periode 2015/2016 dan berbagai acara kampus

seperti Desa Mitra I 2016 dan Pharmacy 3ON3 and Dance Competition "Journey

to The Top". Selama menempuh kuliah, penulis pernah terlibat dalam penulisan

Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian Eksakta (PKM-PE) dengan judul

“Pembalik Atmosfer” Pemanfaatan Limbah Kulit Buah Rambutan Sebagai Anti

Kolesterol Dalam Bentuk Sediaan Granul Effervescent yang diterima oleh Dikti

dan hasil penelitian tersebut dipublikasikan dalam Jurnal Penelitian Lembaga

Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) Univesitas Sanata

Dharma Edisi Volume 21 No.2 November 2017. Dengan motivasi dan ketekunan

untuk belajar dan berusaha penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dan

semoga penulisan skripsi ini dapat memberikan kontribusi positif bagi dunia

pendidikan.


SINTESIS ANALOG PURIN (FUSD-002) DAN STUDI IN SILICO fileKeberhasilan dalam penulisan naskah skripsi...

Documents

Transcript of SINTESIS ANALOG PURIN (FUSD-002) DAN STUDI IN SILICO fileKeberhasilan dalam penulisan naskah skripsi...