Uji Aktivitas Antidiabetes Senyawa Baru Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) sebagai Inhibitor Enzim DPP-4: Studi in Silico

Mangatur Riverson Sinurat, Yuni Rahmayanti, Rizarullah Rizarullah*

Abstract


Diabetes melitus merupakan gangguang kesehatan global yang menjadi perhatian penting untuk menemukan pencegahan dan terapi baru. Diabetes melitus dapat diobati menggunakan obat golongan inkreitin untuk menghambat kerja enzim DPP-4. Daun yakon (Smallanthus sonchifolius) merupakan tanaman herbal yang sering digunakan untuk mengobati berbagai penyakit dan diketahui memiliki turunan senyawa sekunder baru. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui aktivitas senyawa baru daun yakon menginhibisi enzim DPP-4 berdasarkan energi dan ikatan kimia secara in silico. Senyawa baru daun yakon adalah turunan asam octadecatrienoic dan Benzyl glikosida. Senyawa tersebut diambil dari pubchem dan digambarkan kembali menggunakan chemdraw, sedangkan enzim DPP-4 (reseptor) didapat dari bank protein dunia dengan kode PDB ID: 3F8S. Penelitian ini dilakukan dengan metode In Silico dan perangkat lunak AutoDock Vina digunakan untuk proses penambatan. Hasil optimasi gridbox dengan melakukan penambatan ulang ligan kontrol diperoleh hasil RMSD sebesar 1.628 Å. Hasil penambatan molekuler dapat disimpulkan bahwa senyawa baru daun yakon berpotensi menghambat aktivitas enzim DPP-4 sebagai antidiabetes berdasarkan nilai energi bebas ΔG dan ikatan kimia. Interaksi yang terbentuk antara ligan dan reseptor tepat pada sisi aktif enzim DPP-4 yaitu Glu205, Glu206, Asn710, Tyr662, Arg125, Ser630, Phe357, Tyr666, Tyr547 dan Ser209. Interaksi yang terjadi antara ligan dan reseptor didominasi oleh ikatan hidrogen. Senyawa 13(R)-hydroxyoctadeca-(9E,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 1), benzyl +alcohol 7-O-α-L-arabinopyranosyl-(1"→2')-β-D-glucopyranoside (ligan 2), 13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 3) memiliki nilai ΔG sebesar -6.2 kkal/mol, -7.7 kkal/mol dan -5.6 kkal/mol. Namun, Benzyl alcohol 7-O-α-L-arabinopyranosyl (1"→2')-β-D-glucopyranoside (ligan 2) lebih berpotensi menghambat enzim DPP-4 karena nilai energi bebas Gibbs (ΔG) dan ikatan kimia yang terbentuk lebih negatif dan stabil dibandingkan ligan 1 dan 3

Keywords


Diabetes melitus, Enzim DPP-4, Moleculer Docking, Smallanthus sonchifolius

Full Text:

PDF

References


Anitha, K., Gopi, G., Girish, & Kumar, P. S. (2013). Molecular Docking Study on Dipeptidyl Peptidase-4 Inhibitors. International Journal of Research and Development in Pharmacy and Life Sciences, 2(5), 602–610.

Caetano, B., de Moura, N., Almeida, A., Dias, M., Sivieri, K., & Barbisan, L. (2016). Yacon (Smallanthus sonchifolius) as a Food Supplement: Health-Promoting Benefits of Fructooligosaccharides. Nutrients, 8(7), 436.

Damayanti, S., Khonsa, K., & Amelia, T. (2021). Antiviral Activity and Toxicity Prediction of Compounds Contained in Figs ( Ficus carica L .) by In Silico Method. Indonesian Juournal of Pharmaceutical Science and Technology, 8(1), 22.

Deberardinis, R. J., & Thompson, C. B. (2012). Cellular metabolism and disease: What do metabolic outliers teach us. Cell, 148(6), 1132–1144.

Du, X., Li, Y., Xia, Y. L., Ai, S. M., Liang, J., Sang, P., Ji, X. L., & Liu, S. Q. (2016). Insights into protein–ligand interactions: Mechanisms, models, and methods. International Journal of Molecular Sciences, 17(2), 1–34.

Fridayanti, A., Ibrahim, A., & Fitriyanti. (2015). Aktivitas antijamur dan identifikasi metabolit sekunder isolat jamur endofit dari daun yakon. J.Trop.Pharm.Chem, 3(2), 88–93.

Hanachi, R., Belaidi, S., Kerassa, A., & Boughdiri, S. (2015). Structure Activity/Property Relationships of pyrazole Derivatives by MPO and QSAR Methods for Drug Design. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 6(4), 923–935.

Hollingsworth, S. A., & Karplus, P. A. (2010). A fresh look at the Ramachandran plot and the occurrence of standard structures in proteins. Biomolecular Concepts, 1(3–4), 271–283.

Itoh, Y., Nakashima, Y., Tsukamoto, S., Kurohara, T., Suzuki, M., Sakae, Y., Oda, M., Okamoto, Y., & Suzuki, T. (2019). N+-C-H•••O Hydrogen bonds in protein-ligand complexes. Scientific Reports, 9(1), 1–5.

Iyos, R. N., & Astuti, P. D. (2013). Pengaruh Ekstrak Daun Sirsak (Annona muricata L.) terhadap Penurunan Kadar Glukosa Darah. Majority, 6(2), 144–148.

Khairani. (2019). Hari Diabetes Sedunia Tahun 2018. In Direktorat Pencegahan dan Pengendalian Penyakit Tidak Menular, Badan Litbangkes.

Kowalak, J., & Mayer, B. (2017). Buku Ajar Patofisiologi (R. Komalasari (ed.)). EGC.

Lipinski, C. A. (2004). Lead- and drug-like compounds: The rule-of-five revolution. Drug Discovery Today: Technologies, 1(4), 337–341.

Lipinski, C. A., Lombardo, F., Dominy, B. W., & Feeney, P. J. (2001). Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. Advanced Drug Delivery Reviews, 46(1–3), 3–26.

Made, P., & Pathni, S. D. (2018). Tren Terapi Diabetes dengan GLP-1 Receptor Agonist. Cermin Dunia Kedokteran, 45(4), 291–296.

Nayeem, S. M., Sohail, E. M., Ridhima, G., & Reddy, M. S. (2021). Target SARS-CoV-2: computation of binding energies with drugs of dexamethasone/umifenovir by molecular dynamics using OPLS-AA force field. Research on Biomedical Engineering, 1–10.

Nedosugova, L. V., Petunina, N. A., & Galstyan, K. O. (2014). Initial investigation of efficacy and safety of a new dipeptidyl peptidase-4 inhibitor, gosogliptin for type 2 diabetes in Russia. Diabetes Mellitus, 2014(4), 81–86.

Nurmawati, T., & Wulandari, N. (2018). Efektivitas antara Umbi dan Daun Tanaman Yakon (Smallanthus Sonchifolius) terhadap Penurunan Kadar Gula Darah Tikus Putih (Rattus Norvegicus) yang Terinduksi Streptozotocin. Strada Jurnal Ilmiah Kesehatan, 7(1), 63–68.

Pahlawan, P. P., & Oktaria, D. (2016). Pengaruh Daun Insulin (Smallanthus sonchifolius) sebagai Antidiabetik. Majority, 5(4), 133.

Pantaleão, S. Q., Philot, E. A., de Resende-Lara, P. T., Lima, A. N., Perahia, D., Miteva, M. A., Scott, A. L., & Honorio, K. M. (2018). Structural dynamics of DPP-4 and its influence on the projection of bioactive ligands. Molecules, 23(2), 1–10.

Samata, P., Gowa, K. A. B., Munim, A., Alwi, M. K., & Syam, A. (2019). Pengaruh Pemberian Tepung Daun Kelor Terhadap Penurunan Glukosa Darah Pada Penderita Diabetes di Wilayah Kerja Puskesmas Samata KAB.Gowa. Jurnal Ilmu Kesehatan Diagnosis, 13(6), 605–611.

Saputra, L. (2013). Buku Saku Harrison Endokrinologi & Metabolisme. In KARISMA Publishing Group. KARISMA Publishing Group.

Sari, D. R. T., & Bare, Y. (2020). Physicochemical properties and biological activity of bioactive compound in Pepper nigrum: In silico study. Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi, 1(1), 1–6.

Silfia, S., Muchtar, H., & Failisnur, F. (2015). Pengaruh Perbedaan Persentase Penambahan Gliserin dan Konsentrasi Larutan Ekstrak Gambir Terhadap Beberapa Sifat Fisika dan Kadar Tanin Tinta Stempel. Jurnal Litbang Industri, 5(1), 53.

Sudoyo, A. W., Setiyohadi, B., Alwi, I., Simadibrata, M., & Setiati, S. (2015). Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia.

Widyawati, T., Purnawan, W. W., Atangwho, I. J., Yusoff, A., Ahmad, M., & Zaini Asmawi, M. (2015). Anti-Diabetic Activity of Syzygium Polyanthum (Wight) Leaf Extract, the Most Commonly Used Herb Among Diabetic Patients in Medan, North Sumatera, Indonesia. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research IJPSR, 6(4), 1698–1704.

World Health Organization. (2015). Top 10 causes of death. In WHO Fact Sheets. World Health Organization.

World Health Organization. (2016). World Health Day 2016: Beat diabetes. In WHO Fact Sheets.

Xiang, Z., Gai, K., Dou, D. Q., Kang, T. G., Shi, Y. Y., & Dong, F. (2009). New compounds from leaves of Smallanthus sonchifolius. Natural Product Communications, 4(9), 1201–1204.

Xiao, W., Wang, D., Shen, Z., Li, S., & Li, H. (2018). Multi-body interactions in molecular docking program devised with key water molecules in protein binding sites. Molecules, 23(9), 1–24.

Yuan, Y., Win Aung, K. K., Ran, X., Wang, X., Dou, D., & Dong, F. (2017). A New Sesquiterpene Lactone From Yacon Leaves. Natural Product Research, 31(1), 43–49.




DOI: https://doi.org/10.24815/jipi.v5i2.20068

Article Metrics

Abstract view : 99 times
PDF - 82 times

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2021 Jurnal IPA & Pembelajaran IPA


JIPI (Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA)

ISSN 2614-0500  (print) | 2620-553X (online)
Organized by Universitas Syiah Kuala 
Published by Master of Science Education Study Program Graduate School Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia
Website : http://jurnal.usk.ac.id/jipi
Email     : jipi@usk.ac.id

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.                                                                            

toto