2.4 Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas HKSA
Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas HKSA dan Hubungan Kuantitatif Struktur dan Sifat HKSS mencoba menggambarkan hubungan aktivitas
atau sifat-sifat dengan deskriptor struktur suatu senyawa. Kemampuan dalam menghubungkan sifat fisik prediksi, aktivitas atau sifat kimia dan biologi dari struktur
molekul menjadi sangat penting dalam memecahkan berbagai masalah terkait dengan ilmu kimia teori dan komputasi, kimia lingkungan, kimia medisinal, dan ilmu
pengetahuan alam
pada umumnya.
HKSA umumnya
dilakukan untuk
menghubungkan struktur molekul dengan aktivitas atau sifat biologis menggunakan metode statistik. Secara matematis Devillers et al., 1999 menuliskan persamaan
tersebut seperti pada persamaan AS
= fstruktur molekul = fdeskriptor molekul
Pada persamaan tersebut, AS merupakan aktivitas atau sifat dan f merupakan fungsi yang tergantung pada struktur molekul atau deskriptor molekul
Menurut Tomasz et al, 2010 persamaan model HKSA mampu menentukan hubungan antara struktur molekul, sifat kimia dan biologi yang dapat
digunakan untuk memprediksi nilai aktivitas biologis yang berupa IC
50
. Data yang digunakan untuk pemodelan HKSA berupa data aktivitas biologi yang dapat
dinyatakan dalam log 1C, Ki, IC
50
, ED
50
, EC
50
, log K, dan Km Thakur et al., 2004. Penggunaan HKSA kini memiliki beberapa tujuan diantaranya :
1 Untuk memprediksi aktivitas dan sifat fisika-kimia dengan cara rasional. 2 Untuk memahami dan merasionalisasikan mekanisme kerja suatu senyawa
sehingga dapat digunakan untuk mengembangkan model. 3 Penghematan biaya dalam pengembangan produk.
4 Prediksi HKSA dapat mengurangi biaya uji menggunakan hewan. 5 Mendukung program green chemistry sekaligus untuk meningkatkan efisiensi
dan mengurangi limbah yang diproduksi dari sintesis yang tidak berhasil. Puzyn et al., 2014
Model HKSA bergantung pada adanya data hasil eksperimen, teknik untuk mengembangkan model dan kualitas keseluruhan dari informasi termasuk jenis
yang akan dibuat model. Pada pemodelan untuk prediksi sifat dan efek dari molekul tidak ada perbedan. Hampir semua kasus membutuhkan dua jenis informasi yang
diperlukan untuk model efek yang akan dimodelkan dan deskriptor kimia dan teknik merumuskan hubungan. Hal tersebut ditunjukkan pada Tabel 2.3 dalam spreadsheet
untuk mengatur data. Data yang akan dimodelkan dilambangkan sebagai X sebagai aktivitas biologis, dan deskriptor sebagai Y. Hubungan data tersebut dapat diperoleh
dengan statistika. Tabel 2.3 Data matriks untuk analisis HKSA
Senyawa kimia
Aktivitas biologi yang akan
dimodelkan Sifat
deskriptor 1 Sifat
deskriptor 2 Sifat
deskriptor 3 Sifat
deskriptor... Sifat
deskriptor n Molekul i
X
i
Y
1i
Y
2i
Y
3i
... Y
ni
Molekul ii X
ii
Y
1ii
Y
2ii
Y
3ii
... Y
nii
Molekul iii X
iii
Y
1iii
Y
2iii
Y
3iii
... Y
niii
... ...
... ...
... ...
... ... Molekul n
X
n
Y
1n
Y
2n
Y
3n
... Y
nn
Hubungan struktur-aktivitas akan terbentuk untuk kategori misalnya aktif atau non- aktif dan beracun atau tidak beracun. Pada HKSA fragmen molekul atau substruktur
dikorelasikan dengan efek aktivitas biologis. HKSA didasarkan pada potensi aktivitas X adalah fungsi dari satu atau lebih deskriptor Y Puzyn et al. 2010.
2.5 Persamaan Hansch
Kategori