Raharjo, SentotJoko (2015) Sesquiterpenoid Minyak Nilam Sebagai Penghambat Isoenzim Siklooksigenase Dalam Sel Pre-Osteoblast. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Komponen utama minyak nilam Pogostemon cablin Benth adalah senyawa sesquiterpenoid terdiri dari alfa-patchouli alcohol, alfa-bulnesene, alfa-guaiene, dan seychellene. Enzim COX terdapat dua isoform COX-1dan COX-2. Kedua isoform terdistribusi dalam jaringan yang berbeda dan memiliki fungsi regulasi yang berbeda pula.Senyawa obat-obatan NSAID dalam sel osteoblast dapat menghambat sintesis PGE2 dan sekaligus berperan menekan resorpsi tulang osteoklastik RANKL-dependent yang terkait dengan inflamasi. Pada mekanisme tersebut, mPGES-1 juga berperan dalam sintesis PGE2 dalam sel osteoblast dan diferensiasi mediated-PGE osteoclast. Analisis in-vitro, pada sel osteoblast yang diinduksi lipopolisakarida menunjukkan bahwa mPGES-1 berperan pada sintesis PGE2 dalam degradasi tulang akibat inflamasi. Penghambatan COX-2 mengakibatkan efek analgesik, antipiretik, dan anti-inflamasi, sedangkan penghambatan COX-1 akan menyebabkan efek antitrombosis. Keunggulan penghambatan selektif COX-2 memberikan efek anti-inflamasi yang memiliki toksisitas lebih ringan dalam saluran pencernaan, tetapi kelemahannya menimbulkan efek samping peningkatan tekanan darah dan meningkatkan risiko serangan jantung. Oleh karena itu, perlunya pengembangan senyawa bahan alam dan metode yang dapat digunakan sebagai desain obat-obatan penghambat selektif COX-1/ COX-2 secara insilico maupun secara in-vitro dalam sel osteoblast. Tujuan penelitian ini adalah mengeskplorasi kemampuan senyawa sesquiterpenoid sebagai penghambat selektif enzim COX-1 dan COX-2 menggunakan metode virtual screening, virtual modeling dan virtual molecular dynamic. Konformasi kemampuan selektivitas senyawa sesquiterpenoid sebagai penghambat COX-1/ COX-2 ditentukan nilai IC50 dan pengaruhnya dalam penurunan ekspresi COX-1/ COX-2 dalam sel osteoblast. Metode penelitian ini menggunakan analisis virtual screening untuk menentukan perbedaan interaksi sisi aktif berdasarkan interaksi ikatan hidrogen, gaya van Der Walls dan perhitungan energi binding. Analisis dilakukan menggunakan docking software (Hex 8.0, LeadIt BioSolve), visualisasi menggunakan virtual software (pymol, Chemira, Discovery Studio 3.5, dan Virtual Molecular Dynamic 1.9.1) dan perhitungan energi binding untuk penentuan selektivitas COX-1/ COX-2 menggunakan software Discovery Studio 3.5 & Pipeline Pilot (AEP 9.1) dan AMBER12. Penentuan selektivitas sesquiterpeniod terhadap COX-1/ COX-2 juga ditunjang dengan menghitung nilai IC50 dilakukan melalui tahapan isolasi senyawa-senyawa sesquiterpenoid minyak nilam menggunakan distilasi fraksinasi PiloDist 104 dan ditentukan kadar hasil fraksinya menggunakan analisis KG-SM. Hasil fragmentasi yang diperoleh dibandingkan dengan Wiley8 library. Fraksi tunggal dilakukan eludasi struktur meliputi analisis spektra UVx Vis, IR, MS dan analisis NMR. Fraksi tunggal dan beberapa fraksi campuran ditentukan nilai IC50 terhadap COX-1 dan COX-2 menggunakan metode peroksidase. Penentuan nilai IC50 senyawa sesquiterpenoid dilakukan menggunakan Kit Tes Asay COX-Ovine Cayman 760111. Selain itu juga dilakukan konformasi mengeksplorasi pengaruh senyawa sesquiterpenoid minyak nilam terhadap ekspresi protein COX-1/ COX-2 dalam sel osteoblast yang diinduksi LPS dan pengamatan menggunakan metode CSLM. Skrining sesquiterpenoid sebagai penghambat COX-1 menunjukkan energi interaksi ikatan hidrogen kompleks alfa-patchouli alcohol (CID529013)-COX-1 adalah -6 kJ/ mol (model tanpa pelarut) dan -15 kJ/ mol dengan pelarut DMSO) Skrining senyawa sesquiterpenoid sebagai penghambat selektif COX-1/ COX-2 menunjukkan bahwa alfa-patchouli alcohol CID521903 juga diprediksi berpotensi sebagai kandidat penghambat selektif COX-2 menggunakan software LeadIT Biosolve. Skoring perhitungan energi binding kompleks sequiterpenoid-COX-1/COX-2 dalam virtual molecular dynamic dengan model pelarut implisit MM-PBSA menunjukkan senyawa isomer alfa-Patchouli alcohol (CID442384, CID6432585, CID3080622, CID10955174, CID56928117), dan alfa-bulnesene (CID94275) memiliki potensi sebagai penghambat COX-1, alfa-guaiene (CID107152) sebagai penghambat COX-2, dan seychellene (CID519743) sebagai penghambat non selektif. Skoring perhitungan energi binding dengan model solvent implisit MM-GBMV menyatakan bahwa CID94275, CID107152 dan CID3080622 sebagai penghambat selektif COX-1; CID442384 sebagai penghambat selektif COX-2; dan CID519743 sebagai non-selektif COX inhibitor. Karakteristik senyawa sesquiterpenoid minyak nilam hasil isolasi minyak nilam terdiri dari alfapatchouli alcohol (CID442384 (Jawa Timur) dan CID3080622 (Sulawesi)), alfabulnesene (CID94275), alfa-guaiene (CID107152), dan seychellene (CID519743). Analisis IC50 menunjukkan bahwa CID3080622, CID94275, dan CID107152 memiliki kemampuan sebagai penghambat selektif COX-1; CID442384 sebagai penghambat selektif COX-2; dan CID519743 sebagai non-selektif. Senyawa-senyawa sesquiterpenoid minyak nilam berpengaruh terhadap penurunan/ peningkatan ekspresi COX-1/ COX-2 pada sel pre-osteoblast MC3T3E1 (diinduksi dengan LPS). Kesimpulan dalam riset ini adalah skrining senyawa sesquiterpenoid menggunakan software LeadIt Biosolve menunjukkan bahwa kompleks CID521903_COX-1 yang terbaik sebagai penghambat COX-1 (model pelarut DMSO) dan penghambat selektif COX-2 (model tanpa pelarut). Skoring energi binding (model pelarut MM-PBSA) senyawa sesquiterpenoid menunjukkan alfa-Patchouli alcohol (CID442384, CID6432585, CID3080622, CID10955174, CID56928117) dan alfabulnesene berpotensi sebagai penghambat COX-1; alfa-guaiene sebagai penghambat COX-2; dan seychellene dan alfa-patchouli alcohol (CID521903) sebagai penghambat non selektif. Selektivitas senyawa sesquiterpenoid berdasarkan nilai IC50 dan energi binding (model pelarut MM-GBMV) memiliki kemampuan spesifik sebagai penghambat selektif COX-1 (alfa-bulnusene dan alfa-guaiene); penghambat selektif COX-2 (CID442384) dan penghambat non-selektif (seychellene). Senyawa sesquiterpenoid juga memberikan pengaruh terhadap ekspresi COX-1/ COX-2. Kata kunci: energi binding, ekspresi, COX-1/ COX-2, IC50, penghambat selektif, pogostemon, selektivitas, sesquiterpenoid, sel pre-osteoblast
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/547.71/ RAH/s/2015/061506972 |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 547 Organic chemistry > 547.7 Macromolecules and related compounds |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Biologi, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endang Susworini |
| Date Deposited: | 04 Jan 2016 10:27 |
| Last Modified: | 04 Jan 2016 10:27 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160491 |
Actions (login required)
 |
View Item |