Analisis In Silico Senyawa Bioaktif Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa) sebagai Inhibitor Reverse Transcriptase dan Integrase Human Immunodeficiency Virus (HIV) Tipe 1

Prakoso, Indira and Mochamad Nurcholis,, STP., MP., Ph.D, and Yustinus Maladan,, S.Si., M.Si (2022) Analisis In Silico Senyawa Bioaktif Mahkota Dewa (Phaleria macrocarpa) sebagai Inhibitor Reverse Transcriptase dan Integrase Human Immunodeficiency Virus (HIV) Tipe 1. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Human Immunodeficiency Virus (HIV) merupakan salah satu virus menular paling mematikan di dunia dengan jumlah penderita sebanyak 37,7 juta penduduk dunia. HIV tipe 1 merupakan tipe yang lebih berbahaya dibandingkan HIV tipe 2 karena memiliki tingkat penyebaran yang lebih luas dan tingkat virulensi yang lebih tinggi. Screening senyawa bioaktif dari tanaman biofarmaka menjadi strategi yang sering dilakukan dalam upaya pencarian obat baru. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi senyawa bioaktif tanaman mahkota dewa dalam rangka mencari kandidat inhibitor reverse transcriptase dan integrase HIV-1 sebagai 2 enzim penting pada proses replikasi HIV-1. Penelitian diawali dengan mencari senyawa bioaktif yang terkandung dalam tanaman mahkota dewa serta memilih model protein target yang sesuai standar melalui studi literatur. Senyawa bioaktif mahkota dewa tersebut kemudian diseleksi secara in silico, sedangkan protein model divalidasi menggunakan program ERRAT, Verify3D, PROCHECK, QMEAN. Proses seleksi dilakukan melalui uji bioavailabilitas dengan SwissADME, uji farmakokinetika dengan pkCSM, uji toksisitas dengan pkCSM dan ProTox-II, prediksi aktivitas biologis dengan PASS Online Server, dan penambatan molekuler dengan Molegro Virtual Docker. Berdasarkan hasil analisis kristalografi, dipilih protein 1FK9 sebagai protein model reverse transcriptase HIV-1 dan protein 1QS4 sebagai protein model integrase HIV-1. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap 50 senyawa bioaktif mahkota dewa, diketahui bahwa terdapat 44 senyawa yang diduga memiliki bioavailabilitas yang baik dan 6 senyawa yang diduga tidak memiliki toksisitas dalam tubuh. Hasil prediksi aktivitas biologis menunjukkan bahwa terdapat 5 senyawa bioaktif mahkota dewa yang memiliki aktivitas sebagai antivirus HIV. Namun, probabilitas yang ditunjukkan oleh kelima senyawa tersebut sangat kecil. 5 senyawa tersebut dilanjutkan ke uji penambatan molekuler, lalu diketahui bahwa terdapat 1 senyawa yang berpotensi untuk menjadi kandidat dual inhibitor HIV-1, yaitu ageratriol. Senyawa ageratriol memiliki ikatan pada yang sama dengan ligan kontrol, yaitu Lys101, Glu152, dan Thr66 sehingga diduga memiliki fungsi yang sama dengan ligan kontrol. Binding affinity yang dimiliki oleh ageratriol dari hasil penambatan molekuler dengan reverse transcriptase HIV-1 sebesar -84,447 kkal/mol, sedangkan dengan integrase HIV-1 menghasilkan binding affinity sebesar -51,483 kkal/mol. Selain ageratriol, terdapat icariside C3 yang berpotensi sebagai kandidat inhibitor reverse transcriptase HIV-1 dengan binding affinity sebesar -96,287 kkal/mol dan kaempferol yang berpotensi sebagai kandidat inhibitor integrase HIV-1 dengan binding affinity sebesar -51,149 kkal/mol. Kesimpulan dari penelitian ini adalah ageratriol diprediksi menjadi senyawa yang paling potensial untuk dikembangkan sebagai kandidat dual inhibitor reverse transcriptase dan integrase HIV-1. Namun, penelitian ini masih perlu divalidasi lagi menggunakan metode molecular dynamic, uji in vitro, dan uji in vivo. Penelitian perbandingan juga dapat dilakukan dalam rangka meningkatkan validitas hasil uji in silico.

English Abstract

Human Immunodeficiency Virus (HIV) is one of the deadliest infectious viruses in the world with 37.7 million sufferers worldwide. HIV type 1 is a more dangerous type than HIV type 2 because it has a wider spread rate and a higher virulence level. Screening of bioactive compounds from biopharmaceutical plants is a strategy that is often used in the search for new drugs. This study aims to select the bioactive compounds of Phaleria macrocarpa as one of Indonesia's local plants in order to find dual inhibitor candidates of reverse transcriptase and integrase HIV-1, which are two important enzymes for HIV-1 replication. The research was initiated by searching for bioactive compounds contained in the P. macrocarpa and selecting protein model through a literature study. The bioactive compounds of P. macrocarpa were then screened through in silico test, while the model protein was validated using ERRAT, Verify3D, PROCHECK, QMEAN. The screening process was carried out through bioavailability tests using SwissADME, pharmacokinetic tests using pkCSM, toxicity tests using pkCSM and ProTox-II, prediction of biological activity using PASS Online Server, and molecular docking using Molegro Virtual Docker. Based on the results of crystallographic analysis, 1FK9 protein was selected as the HIV-1 reverse transcriptase model protein and 1QS4 protein as the HIV-1 integrase model protein. Based on research that has been conducted on 50 bioactive compounds of P. macrocarpa, it is known that there are 44 compounds that predicted to have good bioavailability and 6 compounds that predicted to have no toxicity in the body. Prediction results of biological activity indicate that there are 5 bioactive compounds that have activity as HIV antiviral. However, the probability shown by the five compounds is very small. The 5 compounds were continued to the molecular docking, and it was discovered that there was 1 compound that has the potential to be dual inhibitor candidates of reverse transcriptase and integrase HIV-1, namely ageratriol. Ageratriol has the same bond as the control ligand in the Lys101, Glu152, and Thr66 residues so it is suspected that it has the same function as the control ligand. Binding affinity of ageratriol with HIV-1 reverse transcriptase was -84,447 kcal/mol, while with HIV-1 integrase was -51.483 kcal/mol. Beside ageratriol, there are icariside C3 which is potential to be candidate of HIV-1 reverse transcriptase inhibitor with a binding affinity of -96,287 kcal/mol and kaempferol which is potential to be candidate of HIV-1 integrase inhibitor with a binding affinity of -51.149 kcal/mol. The conclusion of this study is that ageratriol is predicted to be the most potential compound to be developed as candidate of HIV-1 reverse transcriptase and integrase dual inhibitor. However, this research still needs to be validated again using molecular dynamic, in vitro tests, and in vivo tests. Comparative research can also be done in order to increase the validity of the in silico test results.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0522100374
Uncontrolled Keywords:	dual inhibitor, HIV-1, in silico, Phaleria macrocarpa,dual inhibitor, HIV-1, in silico, Phaleria macrocarpa
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 630 Agriculture and related technologies
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Keteknikan Pertanian
Depositing User:	soegeng sugeng
Date Deposited:	30 Jan 2023 01:28
Last Modified:	30 Jan 2023 01:28
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/197038

Text (DALAM MASA EMBARGO) Indira Prakoso.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2024. Download (2MB)

Actions (login required)

View Item