UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein...

43
UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA RESEPTOR ESTROGEN ALFA SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Farmasi Oleh: Aprilini Khaterin Johan NIM : 128114036 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transcript of UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein...

Page 1: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA

RESEPTOR ESTROGEN ALFA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Aprilini Khaterin Johan

NIM : 128114036

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA

RESEPTOR ESTROGEN ALFA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Aprilini Khaterin Johan

NIM : 128114036

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

v

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

HALAMAN PERSEMBAHAN

“I am only one; but still I am one. I cannot do everything, but still I

can do something. I will not refuse to do something I can do.” – Helen Keller

“ If you can’t fly then run, if you can’t run then walk, if you

can’t walk then crawl, but whatever you do you have to keep

moving forward.” – Martin Luther King Jr.

“ I can do everything through Him who gives me strength.” – Philippians 4 : 13

“ Kamu adalah garam dunia. Jika garam itu menjadi tawar, dengan

apakah ia diasinkan? Tidak ada lagi gunanya selain dibuang dan

diinjak orang. Kamu adalah terang dunia. Kota yang terleyak di atas

gunung tidak mungkin tersembunyi. Lagipula orang tidak menyalakan

pelita lalu meletakkannya di bawah gantang, melainkan di atas kaki

dian sehingga menerangi semua orang di dalam rumah.” – Matius 5 : 13-15

Kupersembahkan untuk :

Tuhan Yang Maha Esa

Mama dan David Alfonso

Teman-teman Farmasi Sanata Dharma

Diriku sendiri

Almamaterku

vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

PRAKATA

Puji Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

berkat-Nya penyusunan skripsi yang berjudul “UJI IN SILICO SENYAWA

GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA RESEPTOR ESTROGEN-ALFA”

dapat dilaksanakan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat

untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi, Universitas

Sanata Dharma, Yogyakarta.

Selama proses penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis mendapatkan

banyak bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Aris Widayati, M.Si., Ph.D., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma.

2. Dr. Sri Hartati Yuliani, Apt., selaku Ketua Program Studi S1 Fakultas

Farmasi Universitas Sanata Dharma.

3. Dita Maria Virginia, M.Sc., Apt., selaku Wakil Kepala Program Studi S1

Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan

dukungan dan motivasi.

4. Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt., selaku dosen pembimbing skripsi

dan akademik yang telah memberikan masukan, pengarahan, serta

motivasi dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.

5. Maywan Hariono, Ph.D., Apt., selaku dosen penguji skripsi yang telah

memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini.

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

6. Florentinus Dika Octa Riswanto, M. Sc., selaku dosen penguji skripsi yang

telah memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini.

7. Mama dan David Alfonso yang telah memberikan dukungan penuh kepada

penulis selama proses penyusunan skripsi.

8. Clara Felicia, Felicia Fraulein, Liliana, dan Karla Violeta, teman-teman

seperjuangan skripsi yang telah mendukung dan mengingatkan penulis.

9. Sahabatku, Abal, Ave, Edo, Ela, Indra, Irest, Mic, Resta, dan Rina, terima

kasih atas kebersamaan serta canda dan tawa selama pengerjaan skripsi ini.

10. Putra, Adis, Dara, Tari, dan Ike serta teman-teman pengurus Badan

Eksekutif Mahasiswa Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma atas

segala kerja keras dan dukungan untuk penulis dalam menyelesaikan

skripsi ini.

11. Teman-teman FST A 2012 atas pengalaman dan kebersamaan yang

berharga selama menjalani perkulihan di Fakultas Farmasi Universitas

Sanata Dharma

12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu atas bantuan

dalam proses penyusunan skripsi ini.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam

penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan

penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun

dari semua pihak. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Penulis

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

DAFTAR ISI

Halaman

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

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

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

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................... iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI……………………...…...v

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vi

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

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

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiii

INTISARI .................................................................................................... xiv

ABSTRACT ................................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang .......................................................................................... 1

1. Permasalahan...................................................................................... 2

2. Keaslian Penelitian ............................................................................. 3

3. Manfaat Penelitian ............................................................................. 3

B. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 4

1. Tujuan Umum .................................................................................... 4

2. Tujuan Khusus ................................................................................... 4

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ............................................................. 5

A. Kanker Payudara ....................................................................................... 5

B. Reseptor Estrogen Alfa.............................................................................. 6

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

C. Genistein .................................................................................................... 7

D. Uji In Silico ............................................................................................... 9

E. Penapisan Virtual Berbasis Struktur .......................................................... 9

F. Landasan Teori ........................................................................................ 13

G. Hipotesis .................................................................................................. 13

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 14

A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................................. 14

B. Variabel Penelitian .................................................................................. 14

1. Variabel penelitian ........................................................................... 14

C. Definisi Operasional ................................................................................ 15

1. Ligan ................................................................................................ 15

2. PLIF bitstring ................................................................................... 15

3. Pose genistein ................................................................................... 15

4. Protokol penelitian ........................................................................... 15

5. Protokol post docking analysis......................................................... 15

6. PVBS ................................................................................................ 15

7. Senyawa Marginal ............................................................................ 15

8. Senyawa yang diuji .......................................................................... 15

9. Skor ChemPLP ................................................................................. 15

D. Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................... 16

1. Bahan yang digunakan dalam penelitian.......................................... 16

2. Alat atau instrumen penelitian ......................................................... 16

E. Tata Cara Penelitian ................................................................................. 17

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

1. Preparasi genistein ........................................................................... 17

2. Penambatan genistein ....................................................................... 17

F. Tata Cara Analisis Hasil .......................................................................... 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 19

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 23

A. Kesimpulan.............................................................................................. 23

B. Saran ........................................................................................................ 23

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 24

BIOGRAFI PENULIS ................................................................................. 26

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel I. PLIF bitstring yang penting dalam decision tree ............................. 12

Tabel II. Data bitstring pose yang divisualisasikan ...................................... 19

Tabel III. Skor pada PLIF bitstring penting ................................................. 23

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Contoh ligan untuk reseptor estrogen ........................................... 7

Gambar 2. Klasifikasi utama fitoestrogen ...................................................... 8

Gambar 3. Contoh dari Senyawa yang masuk golongan Isoflavon ............... 8

Gambar 4. Decision tree yang dikembangkan oleh Istyastono .................... 13

Gambar 5. Pose visulisasi genistein pada kantung ikatan REα .................... 20

Gambar 6. Alur decision tree yang diperoleh berdasarkan data genistein... 21

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

INTISARI

Kejadian kanker payudara di Indonesia mencapai 13% dari total seluruh

kejadian kanker. Reseptor estrogen alfa (REα) berperan dalam difusi dari estrogen

yang dikaitkan dengan induksi dan pertumbuhan kanker payudara. Genistein

secara in vitro diketahui memiliki aktivitas sebagai antikanker, sehingga untuk

menambah informasi tentang kemampuan genistein sebagai ligan antikanker pada

REα dilakukan uji in silico terhadap REα.

Pada penelitian ini dilakukan penambatan pada luaran SPORES

menggunakan PLANTS1.2. Iterasi penambatan molekul dilakukan tiga kali.

Luaran berupa 1000 pose yang mempunyai skor ChemPLP dan PLIF bitstring

yang digunakan untuk menilai keaktifan genistein sebagai ligan dengan decision

tree pada post docking analysis yang digunakan. Pengamatan visual interaksi

genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1.

Hasil dari penelitian ini adalah genistein merupakan ligan reseptor

estrogen alfa (REα). Genistein memenuhi syarat pada decision tree, yaitu PLIF

bitstring 320 on dan skor ChemPLP yang lebih kecil dari -84,8200, yaitu

-84,9031.

Kata kunci : Kanker payudara, REα, genistein, in silico, PLANTS1.2,

PyMOL1.2r1., skor ChemPLP, PLIF bitstring.

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

ABSTRACT

Breast cancer incidence in Indonesia reached 13% of the total incidence of

cancer. Estrogen Receptor Alpha (ERα) plays a role in the diffusion of estrogen

associated with breast cancer induction and growth. Previous in vitro study

showed that genistein had anticancer activity, therefore in silico study of genistein

is needed to add information about the ability of genistein as a ligand on ERα.

In this study, the output from SPORES was docked using PLANTS1.2.

Iteration of molecular docking had been done three times. The outputs are 1000

poses that have ChemPLP score and PLIF bitstring as the results. They were used

to assess the activity of genistein as ligand with the decision tree that was used in

post docking analysis. Visual observation of the interaction of genistein with ERα

was performed using PyMol 1.2R1.

Results from this study showed that genistein is ligand in the binding

pocket of ERα. That is because genistein’s PLIF bitstring 320 is on and the score

of ChemPLP of genistein smaller than -84,8200, i.e., -84,9031 that is in agreement

with the decision tree.

Key words : Breast cancer, ERα, genistein, in silico, PLANTS1.2,

PyMOL1.2rs1., ChemPLP Scores, PLIF bitstring.

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kanker atau neoplasma merupakan suatu penyakit akibat adanya

pertumbuhan yang abnormal dari sel-sel jaringan tubuh yang mengakibatkan

invasi ke jaringan-jaringan normal. Kanker dapat menyebar pada bagian tertentu

seperti payudara. Kanker payudara (Carcinoma mammae) merupakan salah satu

jenis kanker yang mempunyai prevalensi yang cukup tinggi (Siswono, 2003).

Diperkirakan pada tahun 2012 terdapat 1,7 juta wanita didiagnosa menderita

kanker payudara (WCRF, 2015). Menurut Pusat Data dan Informasi Kementerian

Kesehatan Republik Indonesia pada tahun 2013 kejadian kanker payudara di

Indonesia mencapai sebesar 61.682 manusia.

Estrogen dikaitkan dengan induksi dan pertumbuhan kanker payudara.

Mekanisme yang tepat untuk estrogen menstimulasi proliferasi sel kanker

payudara masih belum diketahui, tetapi kemungkinan besar melibatkan

genotoksitas estrogen dan juga induksi gen yang mengatur produksi faktor

pertumbuhan, mempromosikan distroma dan sel epitel payudara serta merangsang

poliferasi. Estrogen sebagai hormon endokrin, berdifusi ke dalam jaringan

payudara dan beredar secara sistemik dengan berinteraksi dengan reseptor steroid,

khususnya reseptor estrogen alfa dan reseptor estrogen beta (REα dan REβ)

(Berry, 2008).

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

2

Genistein merupakan salah satu fitoestrogen yang dapat berinteraksi

dengan reseptor estrogen untuk menghasilkan efek estrogenik lemah atau anti-

estrogenik. Struktur kimia yang khas dari fitoestrogen adalah adanya cincin

fenolik adalah prasyarat untuk mengikat reseptor estrogen. Secara in vitro

genistein telah diketahui memiliki aktivitas untuk menghambat REα pada sel

kanker payudara (Hsieh, 1998).

Uji in silico mengenai aktivitas REα didasarkan pada metode Penapisan

Virtual Berbasis Struktur (PVBS). PVBS berdasarkan struktur tiga dimensi (3D)

target makromolekul diterapkan secara luas untuk mengidentifikasi kemungkinan

untuk mengikat target. Prinsip dari penapisan ini membutuhkan struktur dari

molekul target dan senyawa uji. Setiap senyawa uji ditambatkan secara virtual

pada molekul target melalui perangkat lunak penambatan yang memodelkan ligan

dengan target secara komputasi untuk mendapatkan sifat fisika kimia yang

optimal (Wadood, 2013).

Dalam penelitian ini, pose genistein dalam kantung ikatan REα diseleksi

menggunakan protokol penambatan virtual oleh Setiawati, Riswanto, Yuliani and

Istyastono (2014) dan protokol post docking analysis oleh Istyastono (2015).

Penelitian ini digunakan untuk memberikan tambahan informasi mengenai

genistein sebagai ligan pada REα dengan protokol yang digunakan.

1. Permasalahan

Apakah genistein bertindak sebagai ligan pada REα secara in silico

menurut protokol penambatan yang dikembangkan oleh Setiawati et al. (2014)

dan post docking analysis yang dikembangkan oleh Istyastono (2015)?

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

3

2. Keaslian penelitian

Adapun jurnal terkait antara lain “Retrospective Validation of a Structure-

Based Virtual Screening Protocol To Identify Ligands For Estrogen Receptor

Alpha and Its Application To Identify The Alpha-Mangostin Binding Pose” oleh

Setiawati, Riswanto, Yuliani, and Istyastono pada tahun 2014 dan “Employing

Recursive Partition and Regression Tree Method To Increase The Quality of

Structure-Based Virtual Screening In The Estrogen Receptor Alpha Ligands

Identification” oleh Istyastono pada tahun 2015. Sejauh pengetahuan peneliti,

penelitian mengenai uji in silico senyawa genistein sebagai ligan reseptor estrogen

alfa dengan protokol Setiawati, et al. (2014) dan post docking analysis oleh

Istyastono (2015) belum pernah dilakukan.

3. Manfaat Penelitian

a. Manfaat teoretis

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan informasi mengenai

kemampuan genistein sebagai ligan pada REα dan mengetahui pose

genistein dalam kantung ikatan REα.

b. Manfaat praktis

Penelitian ini diharapkan dapat mengaplikasikan protokol penambatan

virtual untuk penemuan obat baru.

c. Manfaat metodologis

Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai validasi eksternal

protokol penambatan virtual oleh Setiawati et al. (2014) dan protokol post

docking analysis menurut Istyastono (2015).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

4

B. Tujuan Penelitian

1. Tujuan Umum

Tujuan umum penelitian ini adalah mengetahui kemampuan

potensi senyawa genistein sebagai senyawa antikanker secara in silico.

2. Tujuan Khusus

a. Mengetahui dan menguji kemampuan protokol penambatan virtual in

silico yang telah dikembangkan oleh Setiawati et al (2014) dan

protokol post docking analysis oleh Istyastono (2015) dalam

mengenali genistein sebagai ligan pada REα.

b. Mengetahui pada tingkat molekuler pose genistein dalam kantung

ikatan REα.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Kanker Payudara

Kanker atau neoplasma merupakan suatu penyakit akibat adanya

pertumbuhan yang abnormal dari sel-sel jaringan tubuh yang mengakibatkan

invasi ke jaringan-jaringan normal. Kanker dapat menyebar pada bagian tertentu

seperti payudara (Brunce, 2008).

Payudara terdiri dari jaringan duktural, fibrosa yang mengikat lobus-lobus,

dan jaringan lemak di dalam dan di antara lobus-lobus. Jaringan payudara 85%

terdiri dari lemak. Sedikit di bawah pusat payudara dewasa terdapat puting (papila

mamaria), tonjolan yang berpigmen dikelilingi oleh areola (Santi, 2015).

Kanker payudara (Carcinoma mammae) merupakan salah satu jenis

kanker yang mempunyai prevalensi yang cukup tinggi (Siswono, 2003).

Diperkirakan pada tahun 2012 terdapat 1,7 juta wanita didiagnosa menderita

kanker payudara (WCRF, 2015). Menurut Pusat Data dan Informasi Kementerian

Kesehatan Republik Indonesia pada tahun 2013 kejadian kanker payudara di

Indonesia mencapai sebesar 61.682 manusia.

Kanker payudara muncul sebagai akibat sel-sel yang abnormal terbentuk

pada payudara dengan kecepatan tidak terkontrol dan tidak beraturan. Sel-sel

tersebut merupakan hasil mutasi gen dengan perubahan-perubahan bentuk,

ukuran, maupun fungsinya (Santi, 2015).

5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

6

B. Reseptor Estrogen

Estrogen memiliki peranan penting dalam perkembangan, diferensiasi dan

fungsi dari sistem reproduksi (Berry, 2008). Estrogen akan masuk ke dalam sel,

tetapi hanya sel yang mengandung reseptor estrogen yang akan merespon. Di

dalam tubuh terdapat dua reseptor estrogen yang dikenal, yaitu reseptor estrogen

alfa (REα) dan reseptor estrogen beta (REβ) (Beshay, 2013). Jika suatu reseptor

estrogen berikatan dengan estrogen, maka akan terjadi perubahan konformasi

reseptor yang memungkinkan terjadinya ikatan dengan koaktivator dan

mengaktifkan faktor transkripsi. Aktivasi transkripsi gen akan mengarahkan

sintesis protein tertentu yang kemudian mempengaruhi berbagai fungsi sel

tergantung macam dan targetnya (Putra, 2008). Estrogen berikatan dengan

reseptor estrogen (RE) membentuk kompleks aktif dan mempengaruhi transkripsi

gen yang mengatur proliferasi sel (Gibbs, 2000).

Salah satu titik tangkap pengobatan kanker khususnya kanker payudara

adalah dengan menghambat aktivitas estrogen pada reseptor estrogen alfa (REα).

Pada kasus kanker payudara, REα berikatan dengan estrogen dan berpoliferasi

secara abnormal (Putra, 2008).

REα memiliki tiga tempat ikatan spesifik, yaitu terhadap ligan yang

disebut ligand binding domain (AF-2), terhadap growth factor (AF-1), dan

terhadap DNA (DNA-binding domain). Ligan yang mengikat reseptor estrogen

dan berkompetisi dengan estrogen disebut Selective Estrogen Receptor

Modulators (SERMs). Senyawa SERMs dapat bertindak sebagai antagonis

maupun agonis tergantung pada letak reseptor pada jaringan target. Hal ini

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

7

disebabkan karena pada jaringan yang berbeda, REα memiliki konformasi yang

berbeda. (Putra, 2008). REα merupakan protein dengan berat 66kDa dengan asam-

asam amino pada kantung ikatannya antara lain MET 343, LEU 346, LEU 349,

ALA 350, GLU 353, TRP 383, LEU 384, LEU 387, MET 388, LEU 391,

ARG 394, PHE 404, MET 421, ILE 424, PHE 425, LEU 428, HIS 524, LEU 525,

dan GLY 529 (Mustarichie, 2014). Gambar 1 di bawah ini menunjukkan contoh

dari beberapa ligan untuk reseptor estrogen.

Gambar 1. Contoh ligan untuk reseptor estrogen (Berry, 2008)

C. Genistein

Fitoestrogen merupakan suatu senyawa yang bersifat estrogenik yang

berasal dari tumbuhan. Fitoestrogen dapat digolongkan menjadi isoflavonoid dan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

8

lignan. Isoflavonoid dibagi menjadi tiga kelompok yaitu isoflavon, isoflavan, dan

coumestan. Genistein dan daidzein merupakan contoh isoflavon (Whitten dan

Pattisaul, 2001). Gambar 2 di bawah ini menunjukkan kalsifikasi pada

fitoestrogen dan Gambar 3 menunjukkan bahwa genistein terdapat dalam

golongan isoflavon.

Gambar 2. Klasifikasi utama fitoestrogen (Barlow, 2007)

Gambar 3. Contoh dari senyawa yang masuk golongan isoflavon (Barlow, 2007)

Genistein adalah fitoestrogen yang berasal dari prekursor tanaman

tertentu, seperti biji kedelai dan kacang-kacangan lainnya (Hsieh, 1998).

Genistein merupakan golongan fitoestrogen bekerja sebagai SERMs, sehingga

memiliki efek estrogenik dan antiestrogenik. Genistein telah terbukti dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

9

menghambat proliferasi sel pada kanker payudara secara in vitro di dosis > 10µM

dan menstimulasi proliferasi sel pada dosis < 10µM (Khairiah, 2014). Menurut

penelitian Khairiah (2014), genistein bersifat antagonis dan menurunkan efek

estrogenik pada kultur sel stroma dan kelenjar endometrium yang tinggi tingkat

estrogennya. Hasil dari penelitiannya menunjukkan bahwa genistein mampu

menurunkan poliferasi sel stroma pada payudara didosis 50µM dengan waktu

inkubasi 24 jam. Menurut penelitian in vitro dengan suspensi MCF-7 (2000 sel/

100μL) yang dilakukan oleh Matsuda et al (2001), IC50 untuk genistein adalah 1,3

µM dan Ki untuk genistein adalah 0,37µM.

D. Uji In Silico

Uji in silico adalah suatu istilah untuk percobaan atau uji yang dilakukan

dengan metode simulasi komputer. Uji in silico telah menjadi metode yang

digunakan untuk mengawali penemuan senyawa obat baru dan untuk

meningkatkan efisiensi dalam optimasi aktivitas senyawa induk. Kegunaan uji in

silico adalah memprediksi, memberi hipotesis, memberi penemuan baru atau

kemajuan baru dalam pengobatan dan terapi (Hardjono, 2013).

Salah satu uji in silico dilakukan dengan melakukan docking molekul

kandidat senyawa obat dengan reseptor yang dipilih. Docking adalah suatu upaya

untuk menselaraskan antara ligan yang merupakan molekul kecil ke dalam

reseptor yang merupakan molekul protein yang besar, dengan memperhatikan

sifat keduanya (Jensen, 2007).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

10

E. Penapisan Virtual Berbasis Struktur (PVBS)

Penapisan Virtual Berbasis Struktur (PVBS) adalah penapisan virtual yang

mengacu pada evaluasi sifat-sifat senyawa secara in silico seperti aktivitas dari

beberapa penyusunan molekul yang berbeda. Penapisan virtual berdasarkan

struktur 3D target makromolekul diterapkan secara luas untuk mengidentifikasi

kemungkinan untuk mengikat target berupa ligan. Prinsip dari penapisan ini

membutuhkan struktur dari molekul target dan senyawa uji. Setiap senyawa uji

ditambatkan secara virtual pada molekul target melalui perangkat lunak

penambatan yang memodelkan ligan dengan target secara komputasi untuk

mendapatkan sifat fisika kimia yang optimal (Wadood, 2013).

PVBS yang digunakan dalam penelitian ini adalah protokol penambatan

yang dikembangkan dan telah divalidasi oleh Setiawati et al. (2014). Protokol

penambatan ini menggunakan Structure Protonation and Recognition System

(SPORES) (Brink dan Exner, 2009) yang berfungsi untuk mempersiapkan

senyawa yang akan ditambatkan di Protein-Ligand ANT System versi 1.2

(PLANTS1.2) (Korb et al., 2006), PLANTS1.2 (Korb et al., 2006) untuk

menambatkan senyawa pada kantung ikatan REα dan Python-based Protein-

Ligand Interaction Fingerprinting (PyPLIF) (Radifar et al., 2013) untuk

mengidentifikasi Protein-Ligan Interaction Fingerprint (PLIF).

Protokol Setiawati et al. (2014) divalidasi dengan menggunakan Directory

of Useful Decoy Enhanced (DUD-E) (Mysinger, Carchia, Irwin, Shoicher, 2012).

DUD-E merupakan kumpulan dari 102 data berisi target obat dalam bentuk

molekuler. Hasil dari validasi protokol penambatan ini berupa skor ChemPLP

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

11

yang berfungsi untuk membantu mengevaluasi kecocokan antara reseptor dan

ligan. Protokol post docking analysis yang digunakan adalah protokol yang

dikembangkan oleh Istyastono (2015) dengan metode Recursive Partition and

Regression Tree (RPART). Analisis statistik digunakan aplikasi R 3.0.2 (R

Development Core Team, 2015). Skor ChemPLP yang merupakan hasil pada

PLANTS1.2 memberi skor menurut faktor ikatan dan interaksi akseptor metal

antara ligan dengan protein (Korb, Stutzle dan Exner, 2007).

PyPLIF merupakan program Interaction Fingerprinting (IFP) yang

bergantung pada Open Babel. Pada protokol ini PyPLIF berfungsi sebagai IFP

dengan cara merubah interaksi molekul antara ligan dan protein menjadi data bit

(bitstring) menurut pilihan residu dan jenis interaksi (Radifar, Yuniarti dan

Istyastono, 2013). Open Babel merupakan sebuah perpustakaan kimia untuk

memberikan alat IFP gratis yang dapat digunakan dan dimodifikasi sesuai

kebutuhan. Hasil yang didapat berupa bitstring dan digunakan untuk post docking

analysis dengan protokol Istyastono (2015).

Metode RPART pada protokol post docking analysis Istyastono (2015)

menggunakan skor ChemPLP dan PLIF bitstring hasil dari penambatan yang

dilakukan untuk membuat sebuah decision tree, sehingga membantu

mengidentifikasi aktifitas dalam ikatan protein dengan ligan. Decision tree ini

berfungsi untuk menentukan keaktifan suatu senyawa sebagai ligan pada REα,

sehingga dapat diperoleh hasil berupa decoy atau ligan senyawa yang diujikan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

12

Gambar 4. Decision tree yang dikembangkan oleh Istyastono (2015)

Berikut ini disertakan tabel yang menjelaskan PLIF bitstring yang penting

menurut decision tree di atas.

Tabel I. PLIF bitstring penting dalam decision tree (Istyastono, 2015)

Bitstring Nomor Residu Jenis interaksi

320 GLY 420 Ikatan hidrogen (protein sebagai akseptor)

242 ARG 394 Ikatan hidrogen (protein sebagai donor)

117 GLU 353 Ikatan hidrogen (protein sebagai akseptor)

411 GLY 521 Ikatan hidrogen (protein sebagai akseptor)

473 CYS 530 Ikatan hidrogen (protein sebagai donor)

105 ASP 351 Interaksi elektrostatik ( protein sebagai anion)

201 LEU 387 Ikatan hidrogen (protein sebagai akseptor)

470 CYS 530 Interaksi non-polar

170 TRP 383 Aromatik face-to-face

171 TRP 383 Aromatik edge-to-edge

323 MET 421 Interaksi non polar

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

13

F. Landasan Teori

Kanker payudara dapat terjadi akibat adanya perkembangan sel-sel secara

abnormal pada payudara. Hal ini dapat disebabkan adanya mutasi gen, sehingga

berdampak pada perubahan bentuk dan ukuran. Estrogen berperan penting dalam

perkembangan sistem reproduksi, salah satunya adalah payudara. Estrogen

dikaitkan juga dengan induksi dan pertumbuhan kanker payudara. REα adalah

salah satu dari reseptor yang terdapat pada payudara dan dapat berikatan dengan

estrogen, sehingga estrogen dapat berdifusi kedalam jaringan payudara.

Genistein yang merupakan senyawa golongan isoflavon telah terbukti

secara in vitro dan in vivo berfungsi sebagai antikanker. Struktur genistein juga

menunjukkan adanya cincin fenolik yang merupakan syarat untuk berikatan

dengan REα. Penetuan pose yang berupa skor ChemPLP dilakukan dengan

menggunakan perangkat lunak PLANTS1.2 dan dengan protokol yang dibuat oleh

Setiawati et al (2014) dilakukan penambatan molekuler dan dipilih dari skor

terbaik (terendah) serta PLIF bitstring yang akan digunakan dalam penentuan

decoy atau ligan dari senyawa uji (genistein) menggunakan decision tree pada

post docking analysis yang dikembangkan oleh Istyastono (2015).

G. Hipotesis

Genistein bertindak sebagai ligan pada REα secara in silico menurut

protokol penambatan yang dikembangkan oleh Setiawati et al (2014) dan post

docking analysis yang dikembangkan oleh Istyastono (2015).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian dengan judul “Uji In Silico Senyawa Genistein sebagai Ligan

pada Reseptor Estrogen Alfa” termasuk penelitian eksperimental berbantukan

komputer.

B. Variabel Penelitian

1. Variabel Penelitian

a. Variabel utama

1) Variabel bebas : Pose senyawa genistein dalam kantung

ikatan REα

2) Variabel tergantung : Skor ChemPLP dan PLIF bitstring

b. Variabel pengacau

1) Variabel pengacau terkendali : spesifikasi perangkat keras dan

versi perangkat lunak yang

digunakan peneliti.

2) Variabel pengacau tidak terkendali : ketidakstabilan yang disebabkan

oleh bentuk cembung permukaan

partikel (Lyapunov instability)

(Posch, Hoover, 2006).

14

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

15

C. Definisi Operasional

1. Ligan : Ligan aktif.

2. PLIF bitstring : luaran dari post docking analysis

menggunakan PyPLIF.

3. Pose genistein : Pose senyawa di dalam kantung ikatan

REα yang dipilih secara obyektif

kuantitatif berdasarkan nilai ChemPLP

dan PLIF bitsring.

4. Protokol penelitian : Protokol penambatan virtual yang

dikembangkan dan divalidasi oleh

Setiawati et al. (2014).

5. Protokol post docking analysis : Protokol analisis yang mengacu pada

protokol post docking oleh Istyastono

(2015).

6. PVBS : Penapisan Virtual Berbasis Struktur

7. Senyawa Marginal : Senyawa yang berada pada perbatasan

sebagai ligan aktif atau tidak aktif.

8. Senyawa yang diuji : Senyawa genistein dalam bentuk

berkas digital.

9. Skor ChemPLP : Skor yang dihasilkan oleh perangkat

lunak PLANTS1.2 (Korb et al., 2006)

yang menunjukkan ikatan antara

senyawa yang diuji dan REα.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

16

D. Bahan dan Alat Penelitian

1. Bahan yang digunakan dalam penelitian

a. Protokol penelitian.

b. Protokol post docking analysis.

c. Struktur tiga dimensi genistein (didapat dari zinc.docking.org, kode:

ZINC188253300).

d. Perangkat lunak penambatan PLANTS1.2 (Korb et al., 2006) untuk

melakukan simulasi penambatan molekuler sehingga didapat skor

ChemPLP, SPORES (Brink dan Exner, 2010) untuk memastikan

format .mol2 dapat digunakan oleh perangkat lunak PLANTS1.2,

PyPLIF (Radifar et al., 2013) untuk mengidentifikasi protein-ligan

interaction fingerprint, PyMol 1.2r1 (Lill dan Danielson, 2011) untuk

menghasilkan gambar molekuler, serta R versi 3.0.2 (R Development

Core Team, 2013) untuk analisis statistik.

2. Alat atau Instrumen Penelitian

Server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dengan nomor alamat

IP 103.247.10.66 (pharcomp.usd), laptop HP 430 dengan spesifikasi: prosesor

Intel Core i3-2330 2,2 Ghz, RAM 2GB 1067 MHz DDR3, dengan sistem operasi

ubuntu 12.04 versi kernel 3.5.0-23-genetic.

E. Tata Cara Penelitian

1. Preparasi genistein

Struktur genistein dalam format .mol2 diunduh dari ZINC

(zinc.docking.org) dengan kode ZINC188253300. Struktur .mol2 dipreparasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

17

menggunakan aplikasi SPORES agar dapat ditambatkan pada penambatan

molekuler menggunakan PLANTS1.2.

2. Penambatan genistein

Luaran dari SPORES ditambatkan menggunakan PLANTS1.2 dengan

konfigurasi mengacu pada Setiawati et al. (2014) dan dianalisis IFP menggunakan

PyPLIF. Setiap kali penambatan (1 run) dilakukan tiga kali iterasi penambatan

molekuler, masing-masing menghasilkan 50 pose. Diperoleh 3 x 50 pose lalu

diambil satu pose yang terbaik dengan ChemPLP. Dilakukan 1000 kali run hingga

didapat 1000 pose terbaik beserta data PLIF bitstring.

F. Tata Cara Analisis Hasil

Analisis hasil dilakukan dengan menguji 1000 pose hasil penambatan

menggunakan aplikasi statistik R versi 3.0.2 dengan protokol post docking

analysis yang dikembangkan Istyastono (2015). Hasil penambatan berupa skor

ChemPLP dan PLIF bitstring yang dimasukkan pada decision tree melalui metode

RPART dengan aplikasi statistik R versi 3.0.2 (R Development Core Team, 2015).

Data hasil analisis dari decision tree akan memperlihatkan senyawa genistein aktif

sebagai ligan yang ditunjukkan dengan angka 1 atau tidak aktif dalam ligan yang

ditunjukkan dengan angka 0.

Pose dari senyawa genistein dilihat interaksinya dengan REα

menggunakan PyMol. Visualisasi pose dengan PyMol1.2r1 dilakukan dengan

memilih pose dengan kriteria:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

18

1. Pose dengan bitstring 320 aktif dan skor ChemPLP terkecil.

2. Pose dengan skor ChemPLP terkecil.

3. Jika skor ChemPLP poin 2 lebih rendah dari poin 1, maka kedua pose

divisualisasikan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian mengenai uji in silico genistein terhadap REα bertujuan untuk

mengetahui kemampuan senyawa genistein sebagai ligan pada REα melalui

protokol penambatan virtual yang dikembangkan dan divalidasi oleh Setiawati et

al. (2014) dan protokol post docking analysis oleh Istyastono (2015). Tujuan

lainnya adalah untuk mengetahui dan menguji kemampuan protokol penambatan

virtual in silico yang telah dikembangkan oleh Setiawati et al (2014) dan protokol

post docking analysis oleh Istyastono (2015) dalam mengenali genistein sebagai

ligan pada REα, serta untuk mengetahui tingkat molekuler pose genistein dalam

kantung ikatan REα.

Hasil luaran dari PyPLIF menunjukkan pose aktif pada bitstring 320

(GLY 420), 242 (ARG394), 117 (GLU 353), 411 (GLY 521), 473 (CYS 530), 105

(ASP 351), 201 (LEU 387), 470 (CYS 530), 170 (TRP 383), dan 323 (MET 421).

Pose inaktif ditunjukkan oleh bitstring 171 (TRP 383).

Tabel II. Data bitstring pose yang divisualisasikan

Nomor Bitstring Aktif/Inaktif

320 Aktif

242 Aktif

117 Aktif

411 Aktif

473 Aktif

105 Aktif

201 Aktif

470 Aktif

170 Aktif

171 Tidak Aktif

323 Aktif

19

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

20

Untuk visualisasi pose senyawa genistein, digunakan pose replikasi ke-

950 yang memiliki skor ChemPLP –84,9031 yang merupakan skor ChemPLP

terendah. Hasil visualisasi menunjukkan adanya interaksi antara senyawa

genistein dengan tiga residu yang berperan penting dalam interaksi ligan-protein,

yaitu ARG 394 dengan bitstring ke-242 mempunyai jarak 1.8 A dan GLU 353

dengan bitstring ke-117 mempunyai jarak 1.8 A serta GLY 420 dengan bitstring

ke-320 mempunyai jarak 2.1 A. Ikatan yang terbentuk dengan ARG 394 adalah

ikatan hidrogen dengan protein sebagai donor, dan ikatan dengan GLU 353 dan

GLY 420 adalah ikatan hidrogen dengan protein sebagai akseptor. Senyawa

genistein yang divisualisasikan (Gambar 5) terlihat memiliki ikatan dengan residu

HIS 520 yang berjarak 2.6 A. Jarak antar ligan dan reseptor untuk dikatakan

punya ikatan yang kuat adalah 4.5 A (Clark, 2006). Pada jarak HIS 520 dan ligan

(dalam hal ini genistein) dapat dikatakan sudah cukup memiliki ikatan yang kuat.

Ikatan yang terjadi antar HIS 520 dengan genistein adalah ikatan hidrogen.

Pada reseptor estrogen alfa terdapat beberapa residu penting berdasarkan

PLIF bitstring pada decision tree, dan apabila mengacu pada post docking

analysis oleh Istyastono (2015), PLIF bitstring dijadikan parameter dalam analisis

RPART karena meningkatkan kualitas dari penapisan virtual berbasis struktur.

Hal ini dapat terjadi karena hasil dari analisis RPART adalah decision tree seperti

terlihat pada Gambar 4 dan dengan decision tree terdapat perbedaan signifikan

yang lebih baik untuk nilai akurasinya dibandingkan dengan protokol yang diacu

Istyastono (2015), yaitu 0,989. Residu-residu yang sesuai dengan PLIF bitstring

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

21

membantu agar ligan yang dianalisis menggunakan metode RPART menghasilkan

data yang lebih akurat untuk identifikasi terhadap potensi ligan terhadap REα.

Selain hasil dari visualisasi yang telah disebutkan diatas, cincin fenolik

pada genistein diasumsikan membantu menguatkan posisi genistein dalam

kantung ikatan REα. Hal ini diperkuat karena adanya residu Triptofan (TRP)

dalam daftar residu penting yang sesuai dengan PLIF bitstring pada decision tree,

yang mempunyai jenis interaksi aromatis yang kemungkinan besar akan

berinteraksi dengan cincin fenolik yang ada pada senyawa genistein.

Gambar 5. Pose visualisasi genistein pada kantung ikatan REα

Interaksi polar ditunjukkan dengan garis putus-putus berwarna hitam

Berdasarkan decision tree genistein merupakan ligan dikarenakan

memenuhi syarat yang ada pada decision tree, yaitu nilai pada bitstring 320

adalah 1 (satu) yang bisa diartikan on dan skor ChemPLP yang lebih kecil dari -

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

22

84,82, yaitu -84,9031. Hal ini sesuai dengan hipotesis yang mengatakan senyawa

genistein secara in silico dapat bertindak sebagai ligan bagi REα dengan protokol

yang digunakan. Alur dari decision tree yang diperoleh berdasarkan data genistein

terlihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Alur decision tree yang diperoleh berdasarkan data genistein

Panah merah menunjukkan alur pembuatan keputusan apakah senyawa

merupakan ligan atau decoy. Pose yang digunakan adalah pose yang

divisualisasikan. Apabila jawaban dari pertanyan di decision tree “ya” mengikuti

garis skema ke kiri, dan sebaliknya

No

No

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

23

Tabel dibawah ini akan memperlihatkan skor pada PLIF bitstring penting

serta presentase skor yang memiliki nilai 1(on) ataupun 0 (off). Terlihat pada tabel

bahwa PLIF bitstring penting yang memiliki 100% nilai 1 ada 4, yaitu 320, 242,

117, dan 323, sedangkan yang memiliki nilai 0 100% ada 7, yaitu 411, 473, 105,

201, 470, 170 dan 171.

Tabel III. Skor pada PLIF bitstring penting

320 242 117 411 473 105 201 470 170 171 323

1 100% 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 100%

0 0% 0% 0% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 0%

Senyawa dapat dikatakan sebagai ligan aktif apabila memiliki afinitas

(IC50, EC50, Ki, Kd, dan variasi lognya) pada konsentrasi di bawah 1 µM.

Senyawa dianggap decoy apabila memiliki afinitas 30µM ke atas. Selain itu

terdapat senyawa marginal, yang memiliki afinitas antara 1-30µM (Mysinger, et

al., 2012). Senyawa genistein memiliki nilai IC50 1,3 µM dan nilai Ki 0,37µM.

Berdasarkan nilai IC50, genistein termasuk senyawa marginal, sedangkan

berdasarkan nilai Ki, genistein termasuk ligan aktif.

Menurut protokol yang sudah dilakukan, genistein termasuk ligan. Hal

ini menunjukkan protokol dapat mendeteksi genistein sebagai ligan pada kantung

ikatan REα.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Genistein merupakan ligan Reseptor Estrogen alfa (REα) menurut

protokol Setiawati et al. (2014) dan post docking analysis oleh Istyastono

(2015).

B. Saran

Genistein dapat dikembangkan dan diformulasikan menjadi obat

baru untuk menghambat pertumbuhan kanker payudara terutama pada

REα.

24

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

25

DAFTAR PUSTAKA

Barlow, J, Johnson, J.A., Scofield, L., 2007, Fact Sheet on the Phytoestrogen

Genistein,BCERC COTC Fact Sheet, Maryland, pp. 47-48.

Berry, N. B., 2008, Regulation of Estrogen Receptor-alpha Ubiquitination and

Proteasomemediated Receptor Degradation, ProQuest, Champaign, pp.3-

5.

Brink, Tim ten, Exner, Thomas E., 2009, Influence of Protonation, Tautomeric,

and Tereoisomeric States on Protein-Ligand Docking Results, J. Chem.

Inf. Model,49, 1535-1546.

Brunce, C. A., Elisabeth, C., 2008. Development and Spread of Cancer, Merck

Manual, United States.

Clark, A. M., 2006, Ligand Interaction Diagrams, Chemical Computing Group

Inc., Canada.

Dixon, R., A., Ferreira, D., 2002, Phytochemistry, Elsevier, 60, 205.

Hardjono S., 2013, Sintesis dan Uji Aktivitas Antikanker Senyawa 1-(2-

Klorobenzoiloksi)urea da 1-(4-klorobenzoiloksi)urea, Berkala Ilmiah

Kimia Farmasi, 2 (1), 1.

Hsiesh, C., Santell, R.C., Haslam, S.Z., Helferich, W.G., 1998. Esterogic Effects

of Genisteinon the Growth of Estrogen Receptor-positive Human Breast

Cancer (MCF-7) Cells inVitro and in Vivo, Cacer Research, 58(1), 1.

Istyastono, E. P., 2015, Employing Recursive Partition and Regression Tree

Method to Increase The Quality of Structure-Based Virtual Screening in

The Estrogen Receptor Alpha Ligands Identification, Asian Journal of

Pharmaceutical and Clinical Research, 8, 208.

Jensen F., 2007, Introduction to Computational Chemistry, 2nd Ed, Odense,

Denmark : 415-416. Korb, O., Stützle, T., Exner, T. E., 2007, An Ant Colony Optimization Approach

to Flexible Protein-Ligand Docking, Swarm Intell, 1, 115-134.

Lil, Markus A, Danielson, Matthew L., 2011, Computer-Aided Drug Design

Platform Using PyMOL, J Comput Aided Mol Des, 25, 13-19.

Matsuda, H., Shimoda, H., Morikawa, T., and Yoshikawa M., 2001,

Phytoestrogens from the Roots of Polygonum cuspidatum (Polygonaceae):

Structure-Requirement of Hydroxyantraquinones for Estrogenic Activity,

Bioorgan & Medicinal Chemistry Letters 11, 1842.

Marcou, G., Rognan, D., 2006, Optimizing Fragment and Scaffold Docking by

Use of Molecular Interaction Fingerprints, Journal Chemistry, p.195.

Mustarichie, R., Levitas, J., Arpina, J., 2014, In silico study of curcumol,

curcumenol, isocurcumenol, and β-sitosterol as potential inhibitors of

estrogen receptor alpha of breast cancer, Med J Indones 23 (1), 16.

Mysinger, Michael M., Carchia, Michael, Irwin, John J., Shoichet, Brian K., 2012,

Directory of Useful Decoys, Enhanced (DUD-E): Better Ligands and

Decoys for Better Benchmarking, J. Med. Chen., 55, 6582-6594.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

26

Pawiroharsono, S., 2001, Prospek dan Manfaat Isoflavin untuk Kesehatan.

http://www.tempo.co.id/medika/arsip/042001/pus-2.htm, 16 Januari

2016.

Posch, H. A., Hoover, W. G., 2006, Lyapunov Instability of Classical Many-Body

Systems, Journal of Physics: Conference Series, 31, 9-17.

Pusat Data dan Informasi Kementerian Kesehatan Republik Indonesia, 2013, Info

Datin : Stop Kanker. Kementerian Kesehatan RI, Jakarta. hal. 4.

Putra, I. G. N. S., Nurcahya, B.M., Rachmattika, B., Wynanda, Sudarmanto, B. S.

A., Meiyanto, E., 2008, Kurkumin dan Analognya sebagai Selective

Estrogen Receptor Modulators (SERMS): Kajian Berdasarkan Metode

Docking pada Reseptor Estrogen Alfa, Pharmacon, 9 (1), 7-9.

Radifar, Muhammad, Yuniarti, Nunung, Enade, Istyastono, 2013, PyPLIF:

Python-based Protein-Ligand Interaction Fingerprinting, Bioinformation,

9(6), 325-328.

Ramirez, M. C., 2007, Regulation of Estrogen Receptor Alpha Expression in

Breast CancerCells by Sulforaphane, ProQuest, Champaign, pp. 1-2.

R Development Core Team, R: A Language and Environment for Statistical

Computing, R Foundation for Statistival Computing, Vienna, Austria,

http://www.R-project.org/, 2015.

Santi, D. A., 2015, Mencegah dan Mengobati Kanker Payudara, Deuyis,

Yogyakarta, hal.3,4.

Setiawati, A., Riswanto, F. D. O., Yuliani, S. H., Istyastono, E. P., 2014,

Retrospective Validation of a Structure-Based Virtual Screening Protocol

to Identify Ligands forEstrogen Receptor Alpha and Its Application to

Identify the Alpha-Mangostin BindingPose, Indo. J. Chem, 14 (2), 104-

106.

Siswono. (2003), Kanker Payudara Bisa Dideteksi Sendiri,

http://www.gizi.net/cgi-bin/berita/fullnew.cgi?newsid1010552074,29807,

diaksestanggal 09 Mei 2015.

Sperandio, O., Villoutreix, B.O., Miteva, M.A., 2011, In Silico Lead Discovery,

BenthamScience Publishers Ltd., France, pp. 20-21.

Wadood, A., Ahmed, N., Shah, L., Ahmad, A., Hassan, H., Shams, S., 2013, In

Silico drug design: An approach whish revolutionarised the drug discovery

process, OA Drug Design & Delivery, 1(1), 2.

Whitten, Patricia, L., dan Pattisaul, H. B., 2001, Cross-species dan interassay

Comparison of Phytoestrogen Action : Enviromental Helath Prespectives

Supplements Volume 109, Department Anthropology and Center for

Behavioural Neuroscience Emory University, Georgia, USA.

WCRF, 2015, Breast Cancer Statistics, WCRF International, London.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: UJI IN SILICO SENYAWA GENISTEIN SEBAGAI LIGAN PADA … · Pengamatan visual interaksi genistein dengan REα dilakukan menggunakan PyMol 1.2R1. Hasil dari penelitian ini adalah genistein

27

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi dengan judul “ Uji In Silico Senyawa

Genistein sebagai Ligan pada Reseptor Estrogen Alfa”

memiliki nama lengkap Aprilini Khaterin Johan. Penulis lahir

di Belitung pada tanggal 21 April 1995 dari pasangan Johan

dan Diana sebagai anak pertama dari dua bersaudara.

Pendidikan formal yang ditempuh penulis dimulai dari TK

Regina Pacis Tanjungpandan Belitung (1998-2000), SD

Regina Pacis Tanjungpandan Belitung (2000-2006), SMP

Regina Pacis Tanjungpandan Belitung (2006-2009), dan

melanjutkan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1

Tanjungpandan Belitung (2009-2012).

Pada tahun 2012 penulis melanjutkan pendidikan ke jenjang Perguruan

Tinggi di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis

pernah menjadi anggota divisi acara Tiga Hari Temu Akrab Farmasi (2013),

koordinator divisi acara Tiga Hari Temu Akrab Farmasi (2014), Gubernur BEMF

Farmasi periode 2015-2016. Penulis juga berperan aktif menjadi asisten

praktikum Analisis Farmasi dan Validasi Metode Analisis (2014), dan Kimia

Analisis (2015).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI