Kinetika Inhibisi Dan Analisis In Silico Molekuler Kurkumin Kunyit (Curcuma Longa) Terhadap Histon Asetiltransferase
KINETIKA INHIBISI DAN ANALISIS IN SILICO
MOLEKULER KURKUMIN KUNYIT (Curcuma longa)
TERHADAP HISTON ASETILTRANSFERASE
ARTHA VINSENTRICIA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul kinetika inhibisi dan
analisis in silico molekuler kurkumin kunyit (Curcuma longa) terhadap histon
asetiltransferase dalah benar karya saya dengan arahan dari 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, Agustus 2015
Artha Vinsentricia
NRP. G851130381
RINGKASAN
ARTHA VINSENTRICIA. Kinetika Inhibisi dan Analisis In Silico Molekuler
Kurkumin Kunyit (Curcuma longa) terhadap Histon Asetiltransferase. Dibimbing
oleh DJAROT SASANGKO HAMI SENO dan MARIA BINTANG.
Kurkumin kunyit (C. longa) sudah diketahui mampu menghambat Histon
Asetiltransferase (HAT) p300/CBP associated factor (PCAF) sebagai biomarker
kanker. Namun, kinetika inhibisi dan mekanisme molekuler inhibisi PCAF HAT
belum diketahui. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
kinetika inhibisi dan menganalisis secara molekuler PCAF HAT melalui in silico.
Pada kinetika, kurva standar diukur dari larutan yang mengandung KoA 0800 pmol dengan total reaksi 100 µL, yang direaksikan dengan 7-Diethylamino-3(4’-Maleimidylphenyl)-4-Methylcoumarin) (CPM). Uji kinetika menggunakan
bufer HEPES, pH 7.5, BSA, dan konsentrasi substrat (H3) secara tepat (20±10
µL), dan masing-masing enzim (PCAF) ditambahkan ke dalam reaksi dengan total
reaksi 100 µL, termasuk 10 µL isopropanol dan 5 µL CPM dalam reaksi.
Mikroplate diukur dengan OPTIMA MARS flourescence microplate reader
dengan pengaturan gain 65 pada gelombang emisi dan eksitasi 482 dan 392 nm.
Data dimasukkan dalam plot Dixon. Pada docking molekuler, Kurkumin digambar
secara manual menggunakan marvin sketch 6.0. Struktur kristal PCAF HAT
diunduh dari Protein Data Bank (kode 1CM0). Simulasi molekuler docking
menggunakan aplikasi AutoDock Vina 1.5.6. Visualisasi hasil simulasi
menggunakan Ligplot+ 1.5.4. Pembanding data menggunakan uniprot.
Hasil penelitian menunjukkan kurkumin dapat menghambat PCAF HAT
dengan tipe inhibisi uncompetitive. Hal tersebut didukung dengan analisa
molekuler docking in silico yang menunjukkan bahwa kurkumin mengikat residu
asam amino yang diprediksi mampu mengubah konformasi enzim-substrat pada
proses katalitiknya. Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kurkumin dapat
menjadi inhibitor yang spesifik terhadap PCAF HAT.
Kata kunci : docking, HAT, kinetika, kurkumin
SUMMARY
ARTHA VINSENTRICIA. Inhibition Kinetics and Molecular Analysis In Silico
Curcumin Turmeric (Curcuma longa) Againts Histon Asetiltransferase.
Supervised by DJAROT SASANGKO HAMI SENO and MARIA BINTANG.
Curcumin turmeric (Curcuma longa) has been known to inhibit histone
asetyltransferase (HAT) p300/CBP associated factor (PCAF) as a cancer
biomarker. However, its inhibition kinetics and molecular mechanism of
inhibition remain unkown. Therefore, this study aims to study the inhibiton
kinetics and analyse moleculer by in silico.
For study kinetic, standard curve of 100 µL of CoA solution ranging from 0800 pmol, were reacted with 7-Diethylamino-3-(4’-Maleimidylphenyl)-4Methylcoumarin) (CPM). An assay cocktail was prepared with Hepes buffer, pH
7.5, BSA, and the appropriate consentrations of substrates in 20±10 µL, and then
the respective enzyme added to initiate the reaction with a final assay volume of
100 µL, including 10 µL isopropanol and 5 µL CPM in reactions. The plate was
then read in a OPTIMA MARS flourescence microplate reader with a gain setting
of 65 units and with emission and excitation filters of 482 and 392 nm,
respectively. Datas entered Dixon plot. For moleculer docking, curcumin was
drawn using marvin sketch 6.0 manually. The crystal structure PCAF HAT
downloaded from Protein Data Bank (code 1CM0). Molecular docking
simulations were performed using AutoDock Vina 1.5.6. Visualization of
simulation result using Ligplot+ 1.5.4. Comparison data using uniprot.
The results showed curcumin inhibited PCAF HAT. The inhibitor acted as
uncompetitive type. It was supported by an analysis moleculer docking in silico
showed that curcumin binded amino acid residues were believed capable of
changing the conformation enzyme-substrate in catalytic process. In conclution
that curcumin can to be a specific HAT inhibitor.
Keywords : curcumin, docking, HAT, kinetics
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
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
KINETIKA INHIBISI DAN ANALISIS IN SILICO
MOLEKULER KURKUMIN KUNYIT (Curcuma longa)
TERHADAP HISTON ASETILTRANSFERASE
ARTHA VINSENTRICIA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Biokimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Mega Safithri, S.Si, M.Si
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan
baik yang berjudul Kinetika Inhibisi dan Analisis In Silico Molekuler Kurkumin
Kunyit (Curcuma longa) terhadap Histon Asetiltransferase dengan total penelitian
selama 7 bulan sejak bulan Oktober 2014 sampai April 2015 di Laboratorium
Biokimia dan Departemen Spektroskopi Fisika.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Djarot Sasangko Hami
Seno, MS selaku pembimbing pertama dan Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS
sebagai pembimbing kedua yang dengan sabar memberikan arahan, bimbingan,
perhatian, motivasi dan masukkan selama penelitian serta dalam penyusunan tesis.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si selaku
ketua program studi S2 Fisika dan ketua penanggungjawab Laboratorium
Spektroskopi yang sudah mengijinkan penulis untuk melakukan penelitian di
Laboratorium tersebut.
Tidak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga,
sahabat (dina, melati, meryani, farida, gandi, atno), pacar (petrus), teman-teman
Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Spektroskopi, teman-teman SPs IPB
program studi Biokimia 2013 untuk dukungan yang tidak henti-hentinya kepada
penulis.
Penyusunan tesis ini tentunya tidak terlepas dari kekurangan. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan saran dan kritik untuk menyempurnakan penyusunan
tesis ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu
pengetahuan.
Bogor, Agustus 2015
Artha Vinsentricia
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
1
1
2
2
2
2 METODOLOGI
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Prosedur Penelitian
2
2
3
3
3
3 HASIL
In silico Kurkumin dan PCAF HAT
Kinetika Inhibisi Kurkumin dan PCAF HAT
4 PEMBAHASAN
4
4
9
10
5 SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
23
vi
DAFTAR GAMBAR
1 Afinitas energi (ΔG) kurkumin terhadap rantai A
2 Docking kurkumin terhadap rantai A PCAF
3 Afinitas energi (ΔG) kurkumin terhadap rantai B PCAF
4 Docking kurkumin terhadap rantai B PCAF
5 Kinetika Inhibisi kurkumin terhadap PCAF HAT
6 Plot Ramachandran PCAF
5
6
7
8
10
11
DAFTAR TABEL
1 Interaksi yang terjadi di sekitar ligan terhadap rantai A PCAF pada radius
MOLEKULER KURKUMIN KUNYIT (Curcuma longa)
TERHADAP HISTON ASETILTRANSFERASE
ARTHA VINSENTRICIA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul kinetika inhibisi dan
analisis in silico molekuler kurkumin kunyit (Curcuma longa) terhadap histon
asetiltransferase dalah benar karya saya dengan arahan dari 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, Agustus 2015
Artha Vinsentricia
NRP. G851130381
RINGKASAN
ARTHA VINSENTRICIA. Kinetika Inhibisi dan Analisis In Silico Molekuler
Kurkumin Kunyit (Curcuma longa) terhadap Histon Asetiltransferase. Dibimbing
oleh DJAROT SASANGKO HAMI SENO dan MARIA BINTANG.
Kurkumin kunyit (C. longa) sudah diketahui mampu menghambat Histon
Asetiltransferase (HAT) p300/CBP associated factor (PCAF) sebagai biomarker
kanker. Namun, kinetika inhibisi dan mekanisme molekuler inhibisi PCAF HAT
belum diketahui. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
kinetika inhibisi dan menganalisis secara molekuler PCAF HAT melalui in silico.
Pada kinetika, kurva standar diukur dari larutan yang mengandung KoA 0800 pmol dengan total reaksi 100 µL, yang direaksikan dengan 7-Diethylamino-3(4’-Maleimidylphenyl)-4-Methylcoumarin) (CPM). Uji kinetika menggunakan
bufer HEPES, pH 7.5, BSA, dan konsentrasi substrat (H3) secara tepat (20±10
µL), dan masing-masing enzim (PCAF) ditambahkan ke dalam reaksi dengan total
reaksi 100 µL, termasuk 10 µL isopropanol dan 5 µL CPM dalam reaksi.
Mikroplate diukur dengan OPTIMA MARS flourescence microplate reader
dengan pengaturan gain 65 pada gelombang emisi dan eksitasi 482 dan 392 nm.
Data dimasukkan dalam plot Dixon. Pada docking molekuler, Kurkumin digambar
secara manual menggunakan marvin sketch 6.0. Struktur kristal PCAF HAT
diunduh dari Protein Data Bank (kode 1CM0). Simulasi molekuler docking
menggunakan aplikasi AutoDock Vina 1.5.6. Visualisasi hasil simulasi
menggunakan Ligplot+ 1.5.4. Pembanding data menggunakan uniprot.
Hasil penelitian menunjukkan kurkumin dapat menghambat PCAF HAT
dengan tipe inhibisi uncompetitive. Hal tersebut didukung dengan analisa
molekuler docking in silico yang menunjukkan bahwa kurkumin mengikat residu
asam amino yang diprediksi mampu mengubah konformasi enzim-substrat pada
proses katalitiknya. Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kurkumin dapat
menjadi inhibitor yang spesifik terhadap PCAF HAT.
Kata kunci : docking, HAT, kinetika, kurkumin
SUMMARY
ARTHA VINSENTRICIA. Inhibition Kinetics and Molecular Analysis In Silico
Curcumin Turmeric (Curcuma longa) Againts Histon Asetiltransferase.
Supervised by DJAROT SASANGKO HAMI SENO and MARIA BINTANG.
Curcumin turmeric (Curcuma longa) has been known to inhibit histone
asetyltransferase (HAT) p300/CBP associated factor (PCAF) as a cancer
biomarker. However, its inhibition kinetics and molecular mechanism of
inhibition remain unkown. Therefore, this study aims to study the inhibiton
kinetics and analyse moleculer by in silico.
For study kinetic, standard curve of 100 µL of CoA solution ranging from 0800 pmol, were reacted with 7-Diethylamino-3-(4’-Maleimidylphenyl)-4Methylcoumarin) (CPM). An assay cocktail was prepared with Hepes buffer, pH
7.5, BSA, and the appropriate consentrations of substrates in 20±10 µL, and then
the respective enzyme added to initiate the reaction with a final assay volume of
100 µL, including 10 µL isopropanol and 5 µL CPM in reactions. The plate was
then read in a OPTIMA MARS flourescence microplate reader with a gain setting
of 65 units and with emission and excitation filters of 482 and 392 nm,
respectively. Datas entered Dixon plot. For moleculer docking, curcumin was
drawn using marvin sketch 6.0 manually. The crystal structure PCAF HAT
downloaded from Protein Data Bank (code 1CM0). Molecular docking
simulations were performed using AutoDock Vina 1.5.6. Visualization of
simulation result using Ligplot+ 1.5.4. Comparison data using uniprot.
The results showed curcumin inhibited PCAF HAT. The inhibitor acted as
uncompetitive type. It was supported by an analysis moleculer docking in silico
showed that curcumin binded amino acid residues were believed capable of
changing the conformation enzyme-substrate in catalytic process. In conclution
that curcumin can to be a specific HAT inhibitor.
Keywords : curcumin, docking, HAT, kinetics
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
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
KINETIKA INHIBISI DAN ANALISIS IN SILICO
MOLEKULER KURKUMIN KUNYIT (Curcuma longa)
TERHADAP HISTON ASETILTRANSFERASE
ARTHA VINSENTRICIA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Biokimia
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Mega Safithri, S.Si, M.Si
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan
baik yang berjudul Kinetika Inhibisi dan Analisis In Silico Molekuler Kurkumin
Kunyit (Curcuma longa) terhadap Histon Asetiltransferase dengan total penelitian
selama 7 bulan sejak bulan Oktober 2014 sampai April 2015 di Laboratorium
Biokimia dan Departemen Spektroskopi Fisika.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Djarot Sasangko Hami
Seno, MS selaku pembimbing pertama dan Prof. Dr. drh. Maria Bintang, MS
sebagai pembimbing kedua yang dengan sabar memberikan arahan, bimbingan,
perhatian, motivasi dan masukkan selama penelitian serta dalam penyusunan tesis.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si selaku
ketua program studi S2 Fisika dan ketua penanggungjawab Laboratorium
Spektroskopi yang sudah mengijinkan penulis untuk melakukan penelitian di
Laboratorium tersebut.
Tidak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga,
sahabat (dina, melati, meryani, farida, gandi, atno), pacar (petrus), teman-teman
Laboratorium Biokimia dan Laboratorium Spektroskopi, teman-teman SPs IPB
program studi Biokimia 2013 untuk dukungan yang tidak henti-hentinya kepada
penulis.
Penyusunan tesis ini tentunya tidak terlepas dari kekurangan. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan saran dan kritik untuk menyempurnakan penyusunan
tesis ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu
pengetahuan.
Bogor, Agustus 2015
Artha Vinsentricia
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
1
1
2
2
2
2 METODOLOGI
Waktu dan Tempat
Bahan
Alat
Prosedur Penelitian
2
2
3
3
3
3 HASIL
In silico Kurkumin dan PCAF HAT
Kinetika Inhibisi Kurkumin dan PCAF HAT
4 PEMBAHASAN
4
4
9
10
5 SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
23
vi
DAFTAR GAMBAR
1 Afinitas energi (ΔG) kurkumin terhadap rantai A
2 Docking kurkumin terhadap rantai A PCAF
3 Afinitas energi (ΔG) kurkumin terhadap rantai B PCAF
4 Docking kurkumin terhadap rantai B PCAF
5 Kinetika Inhibisi kurkumin terhadap PCAF HAT
6 Plot Ramachandran PCAF
5
6
7
8
10
11
DAFTAR TABEL
1 Interaksi yang terjadi di sekitar ligan terhadap rantai A PCAF pada radius