Simulasi Molecular Docking Senyawa Kurkumin Dan Analognya Sebagai Selective Androgen Receptor Modulators (SARMs) Pada Kanker Prostat

SIMULASI MOLECULAR DOCKING SENYAWA KURKUMIN DAN
ANALOGNYA SEBAGAI SELECTIVE ANDROGEN RECEPTOR
MODULATORS (SARMs) PADA KANKER PROSTAT

ARWANSYAH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Simulasi Molecular
Docking Senyawa Kurkumin Dan Analognya Sebagai Selective Androgen
Receptor Modulators (SARMs) Pada Kanker Prostat adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
tesis ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2014
Arwansyah
NIM G851120051

RINGKASAN
ARWANSYAH. Simulasi Molecular Docking Senyawa
Kurkumin Dan
Analognya Sebagai Selective Androgen Receptor Modulators (SARMs) Pada
Kanker Prostat. Dibimbing oleh Laksmi Ambarsari dan Tony Ibnu Sumaryada.
Kanker menempati peringkat tertinggi sebagai penyebab kematian di negara
berkembang. Kanker disebabkan oleh beberapa faktor seperti faktor lingkungan,
infeksi, makanan, bahan kimia, ketidakseimbangan metabolisme dan radiasi sinar
ultraviolet. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengobati kanker khususnya
kanker prostat yaitu dengan cara pembedahan, radioterapi, dan kemoterapi yang
bertujuan untuk menghambat maupun merusak perkembangan sel-sel kanker
prostat. Namun pengobatan dengan cara tersebut jika tidak ditangani dengan tepat
akan merusak sel-sel normal yang ada disekitar area kanker. Salah satu terapi
pengobatan kanker prostat adalah dengan menghambat aktivitas androgen pada

reseptor androgen dengan penggunaan bahan bioaktif dari hasil sintesis atau
isolasi bahan alam sehingga sel kanker pada prostat tidak berkembang dan
akhirnya mengalami kematian sel secara terprogram (apoptosis).
Kurkumin yang dapat diperoleh dari rimpang kunyit maupun temulawak
merupakan komponen bioaktif yang telah lama digunakan oleh masyarakat dalam
pengobatan berbagai penyakit diantaranya dapat mengobati kanker khususnya
kanker prostat. Dalam perkembangannya kurkumin telah banyak mengalami
modifikasi agar didapatkan senyawa yang lebih stabil. Kurkumin yang telah
dimodifikasi (analog kurkumin) diperkirakan memiliki aktivitas yang sama
dengan kurkumin dalam menghibisi interaksi hormon androgen terhadap
reseptornya. Potensi analog kurkumin sebagai kandidat obat dalam pengobatan
kanker prostat dapat dilakukan secara in silico melalui penambatan molekular
(molecular docking). Keunggulan molecular docking ialah dapat memprediksikan
potensi kandidat obat baru terhadap suatu penyakit dengan biaya efektif dan waktu
yang cepat melalui penapisan virtual atau secara komputasi. Analog kurkumin
berpotensi sebagai kandidat obat dalam pengobatan kanker prostat jika energi
ikatan (∆G) dari analog kurkumin terhadap reseptor androgen lebih stabil jika
dibandingkan dengan ligan pembanding (bikalutamida). Dari hasil molecular
docking diperoleh energi ikatan (∆G) dari kurkumin dan analognya yang lebih
stabil jika dibandingkan dengan bikalutamida sehingga kurkumin dan analog yang

digunakann memiliki potensi sebagai SARMs terhadap reseptor androgen.
Analog 2 merupakan ligan yang paling stabil jika dibandingkan dengan
analog kurkumin lainnya yaitu sebesar -8,4 kkal/mol. Hal tersebut berkaitan erat
dengan interaksi antara analog 2 terhadap reseptor androgen pada pembentukan
konformasi yang paling stabil. Ikatan hidrogen pada analog 2 melibatkan residu
Arg752, Asn705 dan Thr877. Residu-residu tersebut merupakan area penting
(bindingsite) pada pengikatan reseptor androgen terhadap ligan alaminya yaitu
hormon androgen. Sehingga analog 2 berpotensi paling besar dalam menghambat
aktivitas hormon androgen.
Kata kunci: kurkumin dan analognya, molecular docking, reseptor androgen

SUMMARY
ARWANSYAH. Molecular Docking Simulation of Curcumin and Its Analogs as
Selective Androgen Receptor Modulators (SARMs) on Prostate Cancer.
Supervised by LAKSMI AMBARSARI and TONY IBNU SUMARYADA.
A cancer has been a highest mortality rate in growing countries. A cancer is
caused by some of factors such as bad environments, infection, foods, chemical
compounds, misdirection of metabolism, and radiation effect. Many ways to cure
a cancer specially prostate cancer which has been done by operation, radiotherapy,
and chemotherapy to destroy cancer cells which grow in prostate area. Those of

the therapies will destroy the normal cells if the methods is not suitable with
procedure standart. One of the therapies to cure a prostate cancer is performanced
by inhibiting androgen acitivity to interact with androgen receptor by using
bioactive of natural or synthetic compounds to make the prostate cancer cell is
death (apoptosis).
Curcumin, the component of hydrophobic pholiphenol from Curcuma
longa, has been used by people to cure the disease included a prostate cancer.
Curcumin has been explored by modifying its functional groups to get high
bioavability, and working in specific target to inhibit androgen-androgen receptor
activity. Curcumin and its analogs as the drugs candidate can be predicted by
molecular docking which needs an economic cost and efficient time to design a
candidate drug by virtual screening (molecular docking)
The potency of test ligands (curcumin and its analogs) as the candidate
drugs to cure prostate cancer if as free energy of binding (∆G) of ligan-androgen
receptor interaction is more stable than a comparing ligand (bicalutamida). The data
of molecular docking results show the curcumin and its analogs are more stable than
bicalutamida so that test ligands have the potency as SARMs to androgen receptor.
Analog 2 is the most stable of ligands (-8,4 kcal/mol) because it involve the important
residues of androgen receptor to make hydrogen bonds namely Arg752, Asn705 dan
Thr877. These residues are bindingsite of androgen-resecptor androgen interaction,

so that analog 2 is the highest potential of the drug candidate to inhibit androgen
activity.
Keywords: curcumin and its analogs, molecular docking, androgen receptor

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

SIMULASI MOLECULAR DOCKING SENYAWA KURKUMIN DAN
ANALOGNYA SEBAGAI SELECTIVE ANDROGEN RECEPTOR
MODULATORS (SARMs) PADA KANKER PROSTAT

ARWANSYAH


Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Biokimia

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS

Judul Tesis :Simulasi Molecular Docking Senyawa Kurkumin Dan Analognya
Selective Androgen Receptor Modulators (SARMs) Pada Kanker Prostat
Nama
: Arwansyah
NIM
: G851120051
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing


Dr Laksmi Ambarsari, MS
Ketua

Dr Tony Ibnu Sumaryada, MSi
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Biokimia

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr drh Maria Bintang, MS

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian: 25 Juni 2014


Tanggal Lulus:

Sebagai

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, berkah, dan
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Penelitian ini berjudul : Simulasi
Docking Senyawa Kurkumin dan Analognya Sebagai Selective Androgen Receptor Modulators
(SARMs)
Pada Sel Kanker Prostat. Penelitian ini merupakan salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan studi di Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Laksmi Ambarsari dan Dr. Tony Ibnu
Sumaryada sebagai komisi pembimbing yang banyak memberi bimbingan dan arahan kepada
penulis dalam menyelesaikan penelitian dan karya penelitian ini. Terima kasih juga penulis
sampaikan kepada seluruh staf Program Studi Biokimia dan semua pihak yang telah ikut membantu
dan berkontribusi dalam berbagai hal selama penyelesaian penelitian dan karya ilmiah. Terima kasih
pula kepada teman-teman Biokimia atas bantuan dan kebersamaannya, kepada pihak-pihak lainnya
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyampaikan terima kasih dan rasa hormat
setinggi-tingginya kepada orang tua dan keluarga besar tercinta atas doa, pengorbanan, pengertian
dan dukungan moril yang tidak ternilai selama ini.

Akhirnya, semoga karya ilmiah ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, civitas
akademika, peneliti, pemerintah dan semua pihak yang terkait, sehingga mampu memperkaya
hasanah keilmuan di masa mendatang.

Bogor, Juni 2014
Arwansyah

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi


1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
2
2

2 METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan
Alat
Prosedur Penelitian

2
2

2
2
2

3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Kestabilan Struktur Reseptor Androgen
Ligan Yang Memenuhi Aturan Lipinski
Hasil Analisis Molecluar Docking Kurkumin dan Analognya

4
4
6
7

4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

13
13
13

DAFTAR PUSTAKA

15

LAMPIRAN

17

RIWAYAT HIDUP

28

DAFTAR TABEL
Halaman
1. Struktur dari bikalutamida, kurkumin dan analognya
2. Karakteristik molecular kurkumin dan analognya
3. Interaksi yang terjadi di sekitar ligan dengan radius simpan dengan nama yang
diinginkan>Save

26
c. Docking dengan AutoDock Vina
1. file parameter disiapkan sebelum dilakukan simulasi docking
a. File dibuat dengan isi parameter grid di bawah ini dengan
menggunakan notepad dan disimpan dengan nama conf.txt
b. Parameter skrip disi sesuai pada preparasi ligan-resptor (sesuai grid
box)
receptor = protein.pdbqt
ligand = ligand.pdbqt
center_x = 2.361
center_y = -3.056
center_z = -3.472
size_x = 70
size_y = 68
size_z = 50
Perhatikan spasi dan tanda titik.
2. Simulasi
docking
dijalankan
pada
Command
prompt
(Windows)/Terminal (Linux). Masuk ke direktori tempat menyimpan
seluruh file keperluan docking.

cd Nama_Direktori\Nama_Sub_Direktori

27
3. Hasil Docking dianalisis dengan LigPlot (2D) atau PyMOL (3D)
1. jalankan program LigPlot++ (klik ganda LigPlus.jar)

2. file struktur hasil docking yang telah diubah format ke dalam format
pdb di inputkan pada software visualisasi
3. File>Open>PDB>Pilih moekul yang ingin dijadikan fokus
representative (ligan)>Run

28

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Wajo sebagai anak ke tiga dari pasangan Muh. Saleh
dan Hj. Inamma. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Pendidikan
Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri
Makassar lulus pada tahun 2012. Pada tahun yang sama, penulis diterima di
Program Studi Biokimia Departemen Biokimia pada Program Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor (IPB). Saat ini penulis aktif melakukan simulasi docking
dan dinamika molekular pada perancangan suatu kandidat obat secara komputasi
(in silico) sebelum dilakukan uji in vitro/in vivo.