Potensi Hidrolisat Glukomanan Porang (Amorphophallus muelleri) sebagai Inhibitor Interaksi Angiotensin Enzyme-2 (ACE-2) dengan Spike Protein Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) dan Anti-Inflamasi

Ulayya, Amira Hasnanuha and Prof. Ir. Simon Bambang Widjanarko,, M.App.Sc, Ph.D. and Prof. Widodo,, M.Si., PhD.Med.Sc (2021) Potensi Hidrolisat Glukomanan Porang (Amorphophallus muelleri) sebagai Inhibitor Interaksi Angiotensin Enzyme-2 (ACE-2) dengan Spike Protein Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) dan Anti-Inflamasi. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Glukomanan sebagai polisakarida larut air telah digunakan dalam berbagai bidang industri termasuk farmasi, kimia, dan teknologi pangan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa glukomanan termodifikasi memiliki aktivitas biologi yang lebih baik. Kondisi pandemi COVID-19 yang disebabkan oleh infeksi SARS-CoV-2 mendorong penelitian produk anti-SARS-CoV-2 dan anti-inflamasi sebagai terapi infeksi virus. Glukomanan dari konjak dilaporkan mampu berinteraksi dengan glikoprotein pada permukaan HIV secara in-vitro dan mempengaruhi regulasi sitokin pro-inflamasi, namun penelitian tentang potensi glukomanan dari porang sebagai anti-virus belum pernah dilaporkan sebelumnya. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan sebagai eksplorasi awal potensi glukomanan dari porang sebagai anti SARS-CoV-2. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi hidrolisat glukomanan (HGM) dari porang sebagai anti-virus melalui mekanisme interaksi langsung dengan S1 SARS-CoV-2 dan mekanisme tidak langsung sebagai anti-inflamasi. HGM diproduksi melalui hidrolisis tepung porang glukomanan menggunakan asam klorida (HCl) pada berbagai tingkatan konsentrasi (0,25; 0,5; dan 1N). Potensi HGM sebagai anti-virus dievaluasi melalui uji ELISA untuk melihat kemampuannya berinteraksi langsung dengan S1 SARS-CoV-2 dan ACE2 sebagai reseptor virus, sedangkan potensi HGM sebagai anti-inflamasi dievaluasi melalui kemampuannya menghambat produksi nitrit oksida (NO) pada sel RAW254.7 yang diinduksi inflamasi dengan LPS. Berdasarkan hasil penelitian ini, diketahui semakin tinggi konsentrasi hidrolisis, menyebabkan penurunan ukuran partikel dan kadar glukomanan yang semakin tinggi. Tidak ada perbedaan pita serapan gugus fungsi dan kandungan elemen yang signifikan pada HGM 0,25 dan 0,5N dibandingkan dengan bahan baku, namun HGM 1N menunjukkan indikasi reaksi awal karbonisasi dan pergeseran pita serapan yang signifikan terutama pada gugus karbonil. Hasil uji ELISA menunjukkan HGM mampu berikatan lemah dengan ACE2 dan berikatan lebih kuat dengan S1 SARS-CoV-2 dengan memanfaatkan perbedaan muatan. Hasil uji produksi NO menunjukkan HGM 0,25 – 0,5N mampu menghambat produksi NO dengan IC50 sebesar 159,1 ± 42 μg/ml dan 62 ± 20,9 μg/ml berurutan. Sementara HGM 1N tidak mampu menghambat produksi NO secara signifikan akibat kerusakan senyawa. Penelitian ini membuktikan pengaruh degradasi glukomanan pada jangkauan tertentu dapat meningkatkan bioaktivitasnya dan degradasi berlebih justru menyebabkan kerusakan senyawa. HGM 0,25 dan 0,5N berpotensi paling baik sebagai anti-virus dengan kemampuannya berinteraksi langsung dengan S1 SARS-CoV-2 serta berperan sebagai anti-inflamasi dengan menghambat produksi NO.

English Abstract

Glucomannan as water-soluble polysaccharide has been used in various industrial fields including pharmaceutical, chemical, and food technology. Several studies have shown that modified glucomannan has better biological activity. The COVID-19 pandemic caused by SARS-CoV-2 infection prompted research on anti-SARS-CoV-2 and anti-inflammatory products as therapy for viral infections. Glucomannan from konjac is reported to be able to interact with glycoproteins on the surface of HIV in vitro and affect the regulation of pro-inflammatory cytokines, but research on the potential of glucomannan from porang as an anti-viral has not been reported. This study was conducted as an initial exploration of the potential of glucomannan from porang as an anti-SARS-CoV-2. The purpose of this study was to determine the potential of glucomannan hydrolysate (HGM) from porang as an anti-virus through a direct interaction mechanism with S1 SARS-CoV-2 and an indirect mechanism as an anti-inflammatory. HGM is produced by hydrolysis of glucomannan porang flour using hydrochloric acid (HCl) at various concentrations (0.25; 0.5; and 1N). The potential of HGM as an anti-virus was evaluated through ELISA to see its ability to interact directly with S1 SARS-CoV-2 and ACE2 as the viral receptor, while the potential of HGM as an anti-inflammatory was evaluated through its ability to inhibit the production of nitric oxide (NO) in LPS-induced RAW254.7 cells. Based on the results of this study, it is known that the higher the hydrolysis concentration, the lower the particle size and the higher the glucomannan content. There was no significant difference in the functional group absorption band and element content in HGM 0.25 and 0.5N compared to the raw materials, but HGM 1N showed an indication of the initial carbonization reaction and a significant shift in the absorption band, especially in the carbonyl group. The results of ELISA showed that HGM was able to bind weakly to ACE2 and bind more strongly to S1 SARS-CoV-2 using their molecular charge difference. The results of the NO production test showed that HGM 0.25 – 0.5N was able to inhibit NO production with IC50 of 159.1 ± 42 g/ml and 62 ± 20.9 g/ml respectively. Meanwhile, HGM 1N was not able to significantly inhibit NO production due to structural damage. This research proves the effect of glucomannan degradation in a certain range can increase its bioactivity and excessive degradation actually causes damage to the compound. HGM 0.25 and 0.5N have the best potential as anti-virals with their ability to interact directly with S1 SARS-CoV-2 and act as anti-inflammatory by inhibiting NO production.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0421100010
Uncontrolled Keywords:	hidrolisat glukomanan, porang, penghambat, S1 SARS-CoV-2, ACE2, NO,glucomannan hydrolysate, porang, inhibitor, S1 SARS-CoV-2, ACE2, NO
Subjects:	300 Social sciences > 338 Production > 338.1 Agriculture > 338.16 Production efficiency
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	18 May 2022 04:11
Last Modified:	16 Oct 2024 01:16
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190564

Text Amira Hasnanuha Ulayya.pdf Download (5MB)

Actions (login required)

View Item