Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular

STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR

HELGA KURNIA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR

HELGA KURNIA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan dengan skripsi berjudul Studi Komponen
Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker Kolorektum Jalur Protein
Induser dengan Penambatan Molekular adalah karya saya dengan arahan 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 Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Januari 2013
Helga Kurnia
NIM G44104019

ABSTRAK

HELGA KURNIA. Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis
Kanker Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular.
Dibimbing oleh RUDI HERYANTO dan ARYO TEDJO.
Kanker kolorektum disebabkan oleh ekspresi protein inducible NOS (iNOS)
dan siklooksigenase-2 (COX-2) yang berlebihan di dalam tubuh. Temu lawak
merupakan salah satu tanaman yang berpotensi sebagai antikanker. Metode
penambatan molekular dapat digunakan untuk menentukan aktivitas dan efektivitas
senyawa bioaktif temu lawak yang dapat menghambat kanker kolorektum melalui
jalur protein induser iNOS dan COX-2. Berdasarkan hasil penambatan molekular
24 komponen bioaktif temu lawak pada 16 protein jalur iNOS dan COX-2,
diperoleh 2 senyawa bioaktif antikanker unggulan, yaitu demetoksikurkumin dan
dihidrokurkumin. Kedua senyawa tersebut menghambat kanker kolorektum melalui
protein -interferon pada jalur iNOS dan menghambat protein kinase teraktivasimitogen pada jalur COX-2. Parameter-parameter percobaan yang digunakan
meliputi energi bebas gibbs (∆G), afinitas (pK i ), tetapan inhibisi (K i ), efisiensi, dan
ikatan hidrogen. Berdasarkan parameter tersebut, demetoksikurkumin dan
dihidrokurkumin lebih besar potensinya dibandingkan dengan standar simvastatin
dan asam rosmanirat.
Kata kunci: demetoksikurkumin, dihidrokurkumin, penambatan molekular, temu
lawak

ABSTRACT
HELGA KURNIA. Study of Temu Lawak Active Compounds toward Colorectal
Cancer Pathogenesis through Inducer Protein Pathway by Molecular Docking.
Supervised by RUDI HERYANTO and ARYO TEDJO.
Colorectal cancer is caused by excessive amount of inducible NOS (iNOS)
and cyclooxygenase-2 (COX-2) protein in the body. Temu lawak is a plant
potential as anticancer. The molecular docking method can be used to determine
the activity and efficiency of the temu lawak bioactive compounds, which can
inhibit the colorectal cancer through inducer protein iNOS and COX-2 pathway.
Based on the molecular docking results of 24 bioactive compounds of temu lawak
against 16 proteins in iNOS and COX-2 pathways, the two most potencial
anticancer compounds were obtained, demethoxycurcumin and dihydrocurcumin.
Both compounds could inhibit colorectal cancer through -interferon protein in
iNOS pathway and inhibit mitogen activated protein kinase in COX-2 pathway.
The experimental parameters used were Gibbs free energy (∆G), affinity (pK i ),
inhibition constant (K i ), efficiency, and hydrogen bonding. Based on those
parameters, the demethoxycurcumin and dihydrocurcumin were more potencial
than simvastatin and rosmaniric acid standards.
Key words: demethoxycurcumin, dihydrocurcumin, molecular docking, temu
lawak

STUDI KOMPONEN AKTIF TEMU LAWAK TERHADAP
PATOGENESIS KANKER KOLOREKTUM JALUR PROTEIN
INDUSER DENGAN PENAMBATAN MOLEKULAR

HELGA KURNIA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker

Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular
Nama
: Helga Kurnia
NIM
: G44104019

Disetujui oleh

Aryo Tedjo, SSi, MSi
Pembimbing II

Rudi Heryanto, SSi, MSi
Pembimbing I

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen Kimia

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan atas segala karunia, kesehatan, dan kemudahan
yang dilimpahkan oleh Allah SWT selama proses penyusunan karya tulis dengan
judul Studi Komponen Aktif Temu Lawak terhadap Patogenesis Kanker
Kolorektum Jalur Protein Induser dengan Penambatan Molekular. Karya tulis ini
disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan April sampai
September 2012 di Laboratorium Kimia Fakultas Kedokteran UI, Jakarta.
Karya tulis ini merupakan sebuah wujud penghargaan untuk Bunda Khaiyar,
Bapak Rustam, Uda Iwan Kurnia, dan Anas Fadli yang telah memberikan doa,
semangat, kasih sayang, dan dukungan moril serta materi selama masa studi
hingga proses penyusunan karya tulis ini. Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Bapak Rudi Heryanto, SSi, MSi dan Bapak Aryo Tedjo, SSi, MSi selaku
pembimbing serta Ibu Fadilah dari Departemen Kimia Fakultas Kedokteran UI
yang telah memberikan arahan, bimbingan, dan motivasi selama penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staf Laboratorium
Kimia Fakultas Kedokteran UI dan Laboratorium Kimia Analitik Fakultas MIPA
IPB, Genny Anjelia, Chaecar Himawan, Farahdina, Fina, Mega Destri, dan
Marina Astriawi yang telah memberikan motivasi, semangat, dan saran. Tidak
lupa ungkapan terima kasih penulis sampaikan kepada rekan-rekan mahasiswa

Alih Jenis Kimia IPB angkatan 4. Semoga Allah SWT memberikan balasan atas
segala amal yang diperbuat dan senantiasa menyertai hamba-Nya dengan kasih
sayang-Nya. Semoga karya tulis ini dapat memberikan manfaat.

Bogor, Januari 2013

Helga Kurnia

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
Kanker Kolorektum dan Protein Penanda Kanker Kolorektum
Temu Lawak Sebagai Antikanker
Teknik Bioinformatika dan Penambatan Molekular dalam Pencarian
Senyawa Antikanker
ALAT DAN METODE

Alat
Persiapan Protein Target
Penyejajaran Sekuens
Pemodelan Homologi Protein 3 Dimensi
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Protein
Perancangan Senyawa Aktif Temu Lawak (Ligan)
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Struktur 3 Dimensi Ligan
Penambatan Ligan pada Protein Induser
Analisis Penambatan Molekular
HASIL DAN PEMBAHASAN
Protein Target dan Pemodelan Homologi
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi
Interaksi Senyawa Aktif Temu Lawak dengan Protein Induser Kanker
Kolorektum -interferon dan MAPK
Perbandingan Senyawa Aktif Terbaik dengan Senyawa Standar
SIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

vii
vii
vii
1 
2 
2 
3 
4 
5 
5 
5 
5 
6 
6 
6 
6 
6 
7 
7 
7 

7 
9 
10 
14 
14
18
29 

vii

DAFTAR TABEL
1 Hasil penambatan molekular ligan dengan protein induser kanker
kolorektum
2 Ikatan hidrogen residu asam amino -interferon dan MAPK dengan ligan

11 
11 

DAFTAR GAMBAR
1

2
3
4

Faktor regulasi protein induser COX-2
Tanaman dan rimpang temu lawak
Interaksi antara ligan dan protein hasil penambatan molekular
Struktur 3 dimensi protein -interferon (a) dan protein MAPK (b) hasil
pencarian dengan Swissmodel
5 Protein -interferon sebelum optimisasi (a) dan setelah optimisasi (b)
6 Protein MAPK sebelum optimisasi (a) dan setelah optimisasi (b)
7 Struktur senyawa ligan terbaik hasil penambatan molekular
8 Contoh hasil penambatan molekular protein -interferon (a) dan protein
MAPK (b)
9 Interaksi -interferon dengan demetoksikurkumin (a), dihidrokurkumin
(b), dan simvastatin (c)
10 Interaksi MAPK dengan dihidrokurkumin (a), demetoksikurkumin (b),
dan asam rosmanirat (c)

3 
4 
5 
7 
8 
9 
9 
10 
12 
13 

DAFTAR LAMPIRAN
Bagan alir penelitian
17 
Nama-nama protein induser kanker kolorektum
18 
Nama-nama ligan (senyawa bioaktif temu lawak)
18 
Contoh penyejajaran sekuens protein
19 
Hasil optimisasi 24 senyawa bioaktif temu lawak
21 
Hasil optimisasi 16 protein induser kanker kolorektum
22 
Hasil penambatan molekular senyawa bioaktif temu lawak dengan
protein COX-2
23 
8 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar dengan
protein induser jalur iNOS
25 
9 Hasil penambatan molekular senyawa temu lawak dan senyawa standar
dengan protein induser jalur COX-2
26 
10 Perbandingan hasil penambatan molekular ligan terbaik dengan senyawa
standar pada protein induser
28 

1
2
3
4
5
6
7

PENDAHULUAN

Kanker menempati peringkat tertinggi sebagai penyebab kematian di negara
berkembang. Kanker disebabkan oleh beberapa faktor seperti faktor lingkungan,
makanan, polusi udara, air, bahan kimia, dan radiasi sinar ultraviolet. Sebagai
contoh ialah kanker usus besar yang masih merupakan masalah serius di Indonesia
(Williams dan Hopper 2003).
Ekspresi protein inducible NOS (iNOS) dan siklooksigenase-2 (COX-2)
yang berlebihan dalam tubuh dapat mempercepat terjadinya proses karsinogenesis
dalam tubuh. Protein iNOS dalam keadaan berlebihan akan menginduksi
terjadinya kanker, sedangkan protein COX-2 berperan dalam tahap lebih lanjut
pada proses terjadinya kanker (Voutsadakis 2007). Berbagai upaya telah
dilakukan untuk menghambat protein induser kanker seperti pembedahan,
radioterapi, dan kemoterapi. Salah satu yang menjadi perhatian adalah kemoterapi,
yaitu penggunaan bahan bioaktif dari hasil sintesis atau isolasi bahan alam.
Penggunaan isolat bioaktif alami terus dikembangkan karena sifatnya yang
terbarukan, mudah terdekomposisi dan diekskresikan tubuh, sedangkan bahan
sintetis dapat menyisakan residu yang berbahaya bagi tubuh. Hal ini mendorong
pelacakan senyawa-senyawa unggulan dari bahan alam yang berpotensi sebagai
antikanker dalam strategi pengembangan kemoterapi (Radji 2005).
Salah satu tanaman obat yang berpotensi sebagai antikanker ialah temu
lawak. Temu lawak (Curcuma xanthorrhiza) merupakan komponen penyusun
hampir setiap jenis obat tradisional di Indonesia (BPOM 2004). Berbagai aktivitas
ditunjukkan oleh senyawa-senyawa dalam temu lawak. Lim et al. (2005)
menunjukkan aktivitas temu lawak sebagai antiradang, antivirus, antitumor,
hipokolesterolemik, antibakteri, antihepatotoksik, dan antioksidan. Chattopadhyay
et al. (2004) menyatakan bahwa kurkumin berfungsi sebagai senyawa antikanker
melalui penghambatan produksi protein iNOS dan COX-2 pada kanker. Selain itu,
Itokawa et al. (1985) menunjukkan aktivitas senyawa α-kurkumena, -atlanton,
dan xantorizol pada temu lawak sebagai antikanker.
Pengetahuan tentang komponen bioaktif dan aktivitas temu lawak dapat
dimanfaatkan sebagai dasar pencarian senyawa unggulan yang berpotensi
antikanker. Pemilihan senyawa unggulan dari tumbuhan ini dapat dilakukan
secara in silico atau bioinformatika melalui penambatan molekular. Keunggulan
penambatan molekular ialah dapat mempercepat dan menghemat biaya penelitian.
Penelitian sebelumnya telah banyak menjelaskan kegunaan teknik bioinformatika
dalam analisis dan penemuan obat. Penelitian-penelitian tersebut di antaranya
ialah Jamakhani (2010) menemukan inhibitor transmembran insulin secara in
silico dan analisis penambatan molekular, Pebriana et al. (2008) membuktikan
bahwa metode penambatan molekular dapat digunakan untuk penambatan
kurkumin dan senyawa analognya pada reseptor progesteron, Hastuti et al. (2008)
menemukan potensi pemberian ekstrak etanol kulit Citrus aurantifolia untuk
menekan karsinogenesis melalui induksi apoptosis pada sel payudara tikus
terinduksi 7,12-dimetilbenz[a]antrasena secara penambatan molekular, Reddy et
al. (2007) dan Kitchen et al. (2004) menemukan desain obat baru dengan biaya
efektif dan waktu yang cepat melalui penapisan virtual atau secara in silico

2

dengan penambatan molekular. Penelitian ini bertujuan mencari senyawa aktif
dalam rimpang temu lawak yang memiliki aktivitas antikanker kolorektum secara
in silico melalui penambatan molekular pada protein kanker iNOS dan COX-2.

TINJAUAN PUSTAKA
Kanker Kolorektum dan Protein Penanda Kanker Kolorektum
Kanker usus besar atau kanker kolorektum merupakan tumor ganas yang
berasal dari mukosa kolon atau rektum. Kebanyakan kanker usus besar berawal
dari pertumbuhan sel yang tidak ganas atau disebut adenoma yang pada awalnya
membentuk polip. Polip dapat diangkat dengan mudah, namun sering kali
adenoma tidak menampakkan gejala apapun sehingga tidak terdeteksi dalam
waktu yang relatif lama dan pada kondisi tertentu berpotensi menjadi kanker yang
dapat terjadi pada semua bagian dari usus besar. Beberapa faktor yang
meningkatkan terjadinya kanker kolorektum di antaranya usia lanjut, jarang
mengonsumsi sayuran dan buah-buahan, obesitas, penderita diabetes, perokok,
pecandu alkohol, riwayat polip usus atau penyakit usus, dan riwayat kanker usus
dalam keluarga atau faktor genetik (Boyle dan Langman 2001).
Banyak penanda yang dapat mengidentifikasikan keberadaan kanker
kolorektum. Beberapa molekul penanda kanker merupakan protein yang memiliki
peranan dan mekanisme kerja yang berbeda-beda. Salah satu contoh protein
penanda kanker ialah iNOS dan COX-2 yang merupakan protein induser dan
ekspresi dari kanker kolorektum.
Nitrat oksida (NO) merupakan molekul sinyal yang banyak berperan dalam
berbagai proses biologi seperti vasodilatasi pembuluh darah, neurotransmisi, dan
respons imun. Radikal bebas ini disintesis dari L-arginina oleh keluarga isoenzim
yang disebut NO sintase (NOS). Setidaknya ada 3 jenis NOS berperan dalam
produksi NO intrasel, masing-masing merupakan produk gen yang berbeda.
Penelitian mengenai kanker lebih difokuskan pada bentuk iNOS yang banyak
ditemukan pada sel-sel makrofag. Isoform iNOS dianggap sebagai bentuk enzim
yang diinduksi dan aktivitasnya tidak bergantung pada ion kalsium (Alderton et al.
2001). Tidak seperti 2 bentuk NOS lainnya, endothelial (eNOS) dan neuronal
(nNOS), yang secara konstitutif diekspresikan dalam sel dan menghasilkan NO
lebih sedikit, iNOS menghasilkan NO dengan level yang tinggi pada waktu yang
cukup lama. Secara normal, iNOS sangat rendah kadarnya di dalam sel. Aktivitas
iNOS diekspresikan oleh banyak tipe sel atau stimulasi oleh bakteri-bakteri
endotoksin (lipopolisakarida, LPS) dan melalui peradangan yang melibatkan
protein interleukin-1 , -interferon, faktor nekrosis tumor-α, dan hipoksia.
Kelebihan produksi NO oleh iNOS dapat menginduksi terjadinya kerusakan DNA
dan berkontribusi pada karsinogenesis dalam organ (Zafirellis et al. 2010).
Siklooksigenase (COX) terbagi atas 2 bentuk, yaitu COX-1 dan COX-2.
Keduanya memiliki aktivitas yang sama sebagai katalase pada sintesis prostanoid
dari asam arakidonat. COX-1 secara konstitutif diekspresikan oleh hampir seluruh
jaringan tubuh mamalia, sedangkan COX-2 hanya sebagian saja dan dalam level
yang rendah atau tidak terdeteksi. Level ekspresi COX-1 pada umumnya konstan

3

dan hanya ada kenaikan sedikit bila ada stimulasi dari faktor pertumbuhan atau
selama masa diferensiasi. COX-1 memiliki peranan yang sangat penting dalam
menjaga proses-proses fisiologis pada berbagai jaringan atau organ (O’Neill dan
Ford 1993). COX-2 merupakan bentuk enzim yang diinduksi dari jalur biosintesis
prostaglandin yang mengubah lipid asam arakidonat menjadi prostaglandin G2
(PGG2) dan selanjutnya PGH2 dengan peroksidase dan aktivitas siklooksigenase.
Gambar 1 menunjukkan faktor regulasi protein induser COX-2.
NF-κB

ERK1/2

- katenin/ TCF4

p38/ MAPK
TIA-1

NFAT

COX-2
AP1
C/EBPδ
PPARα
NF-IL6

PEA3

Gambar 1 Faktor regulasi protein induser COX-2 (Voutsadakis 2007)
Berbeda dengan COX-1 yang melakukan aktivitas enzimatik dan
diekspresikan secara konstitutif dalam sebagian besar jaringan, COX-2 merupakan
ekspresi tahap lebih lanjut dari beberapa jenis kanker. Ekspresi COX-2 sangat
tinggi dibandingkan dengan pada keadaan normal karena adanya rangsangan dari
mitogen, sitokin, dan promotor tumor yang bisa diakibatkan oleh adanya
kerusakan sel atau bentuk stres sel lainnya (Sano et al. 1995).
Protein COX-2 merupakan target transkripsi dari -katenin, TCF4, dan NFκB. Kerja sama ERK1, ERK2, p38, MAPK, dan NF-κB diperlukan untuk proses
transkripsi COX-2 oleh reseptor aktif protease dan terlibat dalam induksi COX-2
dengan -interferon serta karsinogen pada berbagai tipe sel. Faktor transkripsi
AP1 merangsang COX-2 dan menghambat penekanan ekspresi COX-2. Promotor
lain terbentuknya COX-2 dalam kanker ialah NF-IL6, PEA3, dan NFAT. Selain
itu, sebuah elemen respons ploriferator peroksisom (PPRE) dalam COX-2 dan
responsif terhadap PPARα, tetapi tidak pada stimulasi PPAR (Voutsadakis 2007).

Temu Lawak Sebagai Antikanker
Antikanker merupakan agen yang memiliki sifat sitotoksik, yaitu dapat
menghambat pertumbuhan sel kanker dan sitosidal, yaitu dapat mematikan sel
kanker (Setiani 2009). Beberapa metabolit sekunder dari bahan alam memiliki
aktivitas sebagai antikanker. Salah satu bahan alam yang berkhasiat sebagai
antikanker ialah temu lawak.
Temu lawak (Gambar 2) merupakan tanaman famili Zingiberaceae yang
banyak digunakan sebagai bahan baku obat tradisional. Temu lawak dikenal pula
dengan nama geelwortel (Belanda), Javanischer gelbwurzel (Jerman), koneng

4

gede (Sunda), dan temolobak (Madura). Rimpang kering temu lawak mengandung
pati (48−59.64%), kurkuminoid (1.6−2.2%), dan minyak atsiri (1.48−1.63%).
Fraksi minyak atsiri rimpang temu lawak terdiri atas senyawa turunan
monoterpena dan seskuiterpena. Senyawa turunan monoterpena terdiri atas 1,8sineol, borneol, α-felandrena, dan kamfor. Senyawa seskuiterpena terdiri atas kurkumena, turmeron, sikloisopresna, mirsena, bisakuron, epoksida, α-atlanton,
ar-kurkumena, zingiberena, -bisabulena, bisakuron A,B,C, ar-turmeron, dan
germakron. Kadar air tidak lebih dari 10%, kadar abu total tidak lebih dari 7.8%,
dan kadar abu tidak larut asam tidak lebih dari 1.6% (BPOM 2004). Khasiat
rimpang temu lawak sebagai antikanker banyak disebabkan oleh senyawa
kurkumin dan minyak atsiri (Sidik et al. 1995).

Gambar 2 Tanaman dan rimpang temu lawak
Teknik Bioinformatika dan Penambatan Molekular dalam Pencarian
Senyawa Antikanker
Bioinformatika berasal dari kata “bio” dan “informatika” dan merupakan
gabungan ilmu biologi dengan teknik informatika. Bioinformatika mengaplikasikan alat dan analisis komputasi untuk menangkap dan menginterpretasikan datadata biologi. Ilmu ini merangkum berbagai disiplin ilmu, meliputi ilmu komputer,
matematika, kimia, fisika, biologi, dan kedokteran yang saling menunjang satu
sama lain. Kemajuan ilmu bioinformatika ini turut didorong oleh proyek genom
yang dilaksanakan di seluruh dunia dan menghasilkan informasi gen dari berbagai
makhluk hidup, mulai tingkat rendah hingga tinggi. Salah satu contoh aplikasi
bioinformatika ialah teknik penambatan molekular (Baxevanis dan Oulette 2005).
Teknik penambatan molekular digunakan untuk mempelajari interaksi yang
terjadi pada suatu kompleks molekul, serta memprediksikan orientasi dari suatu
molekul ke molekul yang lain ketika membentuk kompleks yang stabil. Dua segi
penting dalam penambatan molekular ialah fungsi penilaian (scoring) dan
penggunaan algoritma. Fungsi penilaian memperkirakan afinitas ikatan antara
makromolekul dan ligan, sedangkan fungsi algoritma menentukan konformasi
yang paling stabil dalam pembentukan kompleks (Funkhouser 2007).
Berdasarkan interaksi yang terjadi, terdapat beberapa jenis penambatan
molekular, yaitu penambatan protein-protein, ligan-protein (Gambar 3), dan liganDNA (Datta 2002). Metode penambatan molekular dapat diaplikasikan dalam
penapisan awal senyawa antikanker (ligan) dari bahan alam dengan
memprediksikan orientasi ikatan dan afinitas senyawa alam dengan protein target.
Hal pertama yang dibutuhkan ialah struktur 3 dimensi ligan dan protein target.

5

Struktur 3 dimensi ligan dimodelkan dengan menggunakan teknik pemodelan
molekular, sedangkan struktur 3 dimensi protein target ditentukan secara empiris
berdasarkan data spektroskopi resonans magnet inti dan kristalografi sinar-X pada
pangkalan data Protein Data Bank (PDB) serta secara in silico dengan teknik
pemodelan homologi (Funkhouser 2007).

Gambar 3 Interaksi antara ligan dan protein hasil penambatan molekular

ALAT DAN METODE
Alat
Alat-alat yang digunakan ialah seperangkat laptop Compac Intel® Core 2
Duo T5870 dengan spesifikasi RAM 2 GB, modem Flexi, sistem operasi
Microsoft Windows XP dengan peramban Mozilla Firefox 3.6, Google Chrome 7,
program daring National Center for Biotechnological Information (NCBI),
ClustalW2 (EBI), Swiss-Model Workspace, dan perangkat lunak Molecular
Operating Environment (MOE 2008.10) (Chemical Computing Group, Kanada).

Persiapan Protein Target
Studi bioaktivitas komponen temu lawak terhadap patogenesis kanker
kolorektum dengan penambatan molekular (Lampiran 1) diawali dengan
pencarian sekuens protein. Sekuens protein-protein induser kanker kolorektum
diunduh dari pangkalan data NCBI melalui situs http://www.ncbi.nlm.nih.gov.
Sistem operasi yang digunakan adalah Microsoft Windows XP dengan peramban
Mozilla Firefox. Lampiran 2 menunjukkan protein-protein induser kanker
kolorektum yang digunakan untuk penambatan molekular.
Penyejajaran Sekuens
Sekuens hasil pencarian melalui situs NCBI disejajarkan dengan
menggunakan program ClustalW2 secara daring dan dapat diakses melalui
situs http://www.ebi.ac.uk/inc/head.html. Hasil penyejajaran ditafsirkan dengan

6

nilai kesamaan asam amino yang paling tinggi dan protein tersebut digunakan
sebagai protein target yang akan ditentukan struktur 3 dimensinya.

Pemodelan Homologi Protein 3 Dimensi
Struktur 3 dimensi dicari secara pemodelan homologi dengan menggunakan
Swissmodel
dengan
format
PDB
yang
dapat
diakses
melaui
situs http://swissmodel.expasy.org/SWISSMODEL.html.
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Protein
Optimisasi geometri dan minimisasi energi struktur 3 dimensi protein
induser kanker kolorektum dilakukan dengan format pdb menggunakan perangkat
lunak MOE. Atom hidrogen ditambahkan kemudian dilakukan protonasi dengan
program protonate 3D. Muatan parsial diatur dengan menggunakan partial charge
dan geometri dioptimisasi dengan medan gaya MMFF94x. Saat optimisasi,
protein disolvasi dalam fase gas dan dengan muatan tetap. Optimisasi dilakukan
dengan gradien akar rerata kuadrat (RMS) 0.05 kkal/Åmol dan parameter lain
menggunakan patokan yang telah ada pada perangkat lunak MOE.
Perancangan Senyawa Aktif Temu Lawak (Ligan)
Pencarian ligan merujuk Sidik et al. (1995) (Lampiran 3). Struktur 3
dimensi ligan dirancang dengan menggunakan program MOE builder yang ada
pada perangkat lunak MOE atau dapat diunduh melalui situs Chemspider yang
dapat diakses gratis melalui www.chemspider.com.
Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi Struktur 3 Dimensi Ligan
Optimisasi geometri dan minimisasi energi struktur 3 dimensi ligan
menggunakan perangkat lunak MOE. Ligan disimpan dalam format .mol dan
dibuka dalam bentuk database viewer. Selanjutnya ligan di-wash dengan program
compute, disesuaikan muatan parsialnya, dan dioptimisasi menggunakan medan
gaya MMFF94x. Ligan lalu diminimisasi energinya dengan gradien RMS 0.001
kkal/Åmol. Parameter lainnya sesuai dengan patokan yang ada.

Penambatan Ligan pada Protein Induser
Proses penambatan diawali dengan preparasi dock file dengan menggunakan
program Compute-Simulation-Dock yang terdapat dalam perangkat lunak MOE
dengan sistem operasi Microsoft Windows XP Professional Versi 2007. Metode
penambatan menggunakan triangle matcher dengan pengulangan pembacaan
energi tiap posisi 100 kali. Selanjutnya scoring function menggunakan London dG,
refinement forcefield dengan 1 kali pengulangan konfigurasi.

7

Analisis Penambatan Molekular
Hasil penambatan molekular dapat dilihat pada output dalam format
viewer.mdb. Dari 24 senyawa aktif dipilih 3 senyawa unggulan dan dianalisis
parameter interaksi ligan-protein meliputi energi bebas gibbs (∆G), tetapan
inhibisi (K i ), afinitas (pK i ), efisiensi, dan ikatan hidrogen. Senyawa terbaik
dibandingkan dengan senyawa standar: simvastatin untuk protein -interferon dan
asam rosmanirat untuk protein kinase teraktivasi-mitogen (MAPK).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Protein Target dan Pemodelan Homologi
Protein induser kanker kolorektum dalam penelitian diunduh sebanyak
minimum 10 buah sekuens asam untuk setiap protein. Penyejajaran sekuens
digunakan untuk melihat perbedaan antarsekuens protein dan untuk menentukan
salah satu protein yang akan dijadikan target. Struktur protein yang digunakan
ialah struktur utuh yang belum mengalami mutasi atau modifikasi. Contoh hasil
analisis penyejajaran sekuens ditunjukkan di Lampiran 4. Hasil tersebut terdiri
atas kode (*), (:), dan (.). Tanda (*) menandakan kesamaan asam amino dalam 1
kolom, tanda (:) menandakan kemiripan ukuran dan kesamaan kelarutan dalam air
(hidrofilik atau hidrofobik) dalam 1 kolom, dan tanda (.) menandakan kemiripan
ukuran dan sifat kelarutan dalam air dan telah dipertahankan dalam proses
evolusi. Hasil penyejajaran menggunakan program ClustalW2 ditafsirkan dengan
suatu nilai. Nilai paling tinggi digunakan sebagai protein target yang akan
ditentukan struktur 3 dimensinya dalam proses penambatan molekular
menggunakan situs Swissmodel. Gambar 4 menunjukkan struktur 3 dimensi
protein -interferon dan MAPK, 2 protein induser kanker kolorektum.

(a)

(b)

Gambar 4 Struktur 3 dimensi protein -interferon (a) dan protein MAPK (b) hasil
pencarian dengan Swissmodel

Optimisasi Geometri dan Minimisasi Energi
Proses optimisasi diawali dengan melakukan wash setiap ligan pada
database viewer MOE 2008.10 untuk memperbaiki posisi atom hidrogen dan

8

ggunakan metode
m
sem
miempiris Merck
M
struktur liigan. Prosees optimisassi ini meng
Molecularr Medan gaya94x (MMFF94
4x) berdassarkan nillai ∆H f (kalor
(
pembentukkan). Medaan gaya MM
MFF94x leb
bih baik diibandingkann dengan medan
m
gaya yangg lain kareena kepekaaannya cuk
kup tinggi dalam
d
optiimisasi geo
ometri
protein deengan inhibitor. Semakkin kecil nillai ∆H f , strruktur yang dihasilkan akan
semakin stabil (Fitriaasari 2008). Proses min
nimisasi eneergi ligan ddilakukan deengan
gradien RMS
R
0.0011 kkal/Åmool. Gradien
n RMS yaang digunakkan disesu
uaikan
dengan ukkuran molekkul: semakinn besar mollekul, gradieen RMS-nyya semakin besar.
b
Ligan mem
miliki boboot molekul yang lebih
h kecil darippada proteiin sehinggaa nilai
gradien RM
MS lebih kecil. Lampiiran 5 menu
unjukkan baahwa nilai ∆
∆H f dari 24 ligan
semuanyaa lebih kecill setelah prooses optimisasi. Artinyya, ligan-liggan tersebut telah
memiliki keadaan
k
yanng stabil unntuk proses penambatan
p
n molekularr.
Optiimisasi geoometri proteein diawali dengan meenambahkann hidrogen pada
setiap residu sehinggga memuncculkan kem
mbali atom hidrogen yyang hilang
g saat
kristalisasi. Hal ini perlu dilakkukan kareena keberaddaan atom hidrogen dapat
memengarruhi interaaksi penam
mbatan, miisalnya meelalui terbeentuknya ikatan
i
hidrogen. Proses optiimisasi prottein selanjuttnya ialah protonasi.
p
Peerubahan prrotein
menjadi keadaan
k
terpprotonasi menyebabka
m
an posisi attom hidrogeen pada strruktur
protein terrlihat. Kem
mudian muattan ditambaahkan dengaan menggunnakan param
meter
method cuurrent forcee field untukk meyakink
kan bahwa muatan
m
prootein terprottonasi
tepat denggan keadaaan alaminyya sehinggaa proses peenambatan molekular akan
berjalan seesuai dengaan keadaan nyata.
n
Prosses minimissasi energi protein deengan mennggunakan pperangkat lunak
MOE 20008.10 dilakkukan pada potential setup. Paraameter meddan gaya diatur
d
sesuai denngan keadaaan sistem, yaitu
y
MMFF
F94x. Jeniss solvasinyaa fase gas karena
k
dalam penambatan molekular, keadaan protein
p
dibbuat kaku sehingga energi
e
solvasi peerlu dihilanngkan (Faddilah 2010).. Proses minimisasi
m
eenergi dilak
kukan
dengan niilai gradienn RMS 0.055 kkal/Åmo
ol yang sessuai untuk protein. Seetelah
mengalam
mi minimisaasi energi, struktur protein akkan mengallami pergeeseran
konformassi seperti ditunjukkan
d
mbar 5 untuuk protein -interferon
n dan
pada Gam
Gambar 6 untuk prootein MAPK
K. Semua protein
p
mem
miliki nilai ∆H f yang lebih
kecil setellah dioptim
misasi (Lamppiran 6), yaang menunjuukkan bahw
wa protein sudah
s
stabil dann siap untukk ditambatkkan dengan
n ligan-ligann. Optimisaasi protein hasil
kristalisasi dari PDB perlu dilakuukan untuk mempersinngkat waktuu penambataan.

(a)
(b)
Gambar 5 Protein -interferon sebelum op
ptimisasi (a)) dan setelahh optimisasi (b)

9

(
(a)
(b))
G
Gambar
6 Protein
P
MAP
PK sebelum
m optimisasii (a) dan setelah optimisasi (b)

In
nteraksi Seenyawa Ak
ktif Temu Lawak
L
deng
gan Protein
n Induser K
Kanker
Kolorrektum γ-In
nterferon dan
d MAPK
K
Proses pennambatan molekular
m
b
berfungsi
un
ntuk menenntukan interaaksi antara
ligann dan proteinn. Model peengikatan diprediksikan
n dengan caara mengevaluasi nilai
energgi dari konfformasi ikaatan yang berbeda-beda menggunnakan fungsi penilaian
tertenntu (Huangg dan Zou 2007). Funngsi scoring
g merupakaan nilai ennergi bebas
gibbss ikatan yanng terjadi. Secara
S
termodinamika, interaksi liigan dan prootein dapat
terjaddi apabila kompleks ligan dan protein memiliki
m
nillai ∆G lebih rendah.
Semaakin kecil nilai
n
∆G, kom
mpleks terssebut akan semakin
s
stabbil.
Saat prosses penam
mbatan mollekular berrlangsung, juga terjaadi proses
refinement yangg bertujuan memperbaiiki lebih lan
njut posisi ligan
l
saat bberinteraksi
denggan protein sehingga hasil
h
yang diperoleh lebih akuraat. Interakssi 24 ligan
denggan 16 proteein induser kanker koloorektum meenghasilkann 2 kandidatt ligan atau
senyawa aktif unggulan
u
teemu lawakk berdasarkaan nilai ∆G
G yang renndah, yaitu
dihiddrokurkuminn dan dem
metoksikurkuumin (Gam
mbar 7). Sallah satu coontoh hasil
interaksi proteinn COX-2 dengan
d
24 liigan dapat dilihat pada Lampirann 7 dengan
nilai ∆G semuannya negatif.
OH
H

O

H 3CO

HO

OH

Demeetoksikurkum
min
Demetoks
ikurkumin
OH

O

H3 CO

HO

OH

Dihiidrokurkum
min

Dihidrookurkumin

OCH
H3

Gambar 7 Struktur senyawa ligaan terbaik hasil
h
penambbatan molekkular

10

ggunakan protein iNO
OS menghassilkan
Prosses penambbatan molekkular meng
nilai ∆G untuk
u
senyaawa dihidrookurkumin dan demetooksikurkum
min berturut-turut
−12.9877 dan −12.00132 kJ/mol. Hasil terrsebut menuunjukkan bbahwa kom
mpleks
antara prootein dan liigan tersebuut stabil. Akan
A
tetapi, pada jalurr protein in
nduser
iNOS ini, nilai ∆G terkecil dihaasilkan oleh
h protein -interferon
dengan sen
nyawa
demetoksiikurkumin dan
d dihidrokkurkumin. Nilai
N
∆G yaang dihasilkkan berturut-turut
−14.6358 dan −122.8646 kJ//mol. Berd
dasarkan data ini, senyawa aktif
demetoksiikurkumin dan
d dihidrookurkumin berpotensi menghambbat pembenttukan
dan perkem
mbangan prrotein -inteerferon sehiingga pada akhirnya akkan menghaambat
pembentukkan dan peerkembangaan protein iNOS. Prooses penambbatan moleekular
menggunaakan proteiin COX-2 menghasilk
kan nilai ∆G
∆ sebesarr −11.1850
0 dan
−9.6459 kJ/mol
k
bertturut-turut untuk dem
metoksikurkuumin dan ddihidrokurk
kumin
sebesar. Nilai
N
∆G terkecil
t
pada jalur in
ni dihasilkaan oleh peenambatan ligan
dihidrokurrkumin daan demetooksikurkum
min dengann protein MAPK yang
menghasillkan nilai ∆G berturuut-turut −16.7172 dann −13.59988 kJ/mol. Dapat
D
dikatakan bahwa keddua senyaw
wa ini berpo
otensi mennghambat peembentukan
n dan
perkembanngan proteein MAPK dan akhirn
nya dapat menghambbat terbentu
uknya
protein COX-2
C
yanng menyebaabkan perttumbuhan kanker
k
yanng lebih ganas.
g
Gambar 8 menunjukkkan contohh hasil penaambatan moolekular prootein -interrferon
dan MAPK
K dengan liigan dihidrookurkumin.

Gambar 8

(b)
(a))
Contoh hasil penaambatan molekular
m
prrotein -intterferon (a)) dan
protein MAPK (b)

n Senyawa Aktif Terb
baik dengaan Senyawaa Standar
Perrbandingan
Ligaan atau senyawa akktif demettoksikurkum
min dan ddihidrokurk
kumin
dibandinggkan aktivitaasnya dengan senyawaa standar siimvastatin ssebagai inh
hibitor
-interferoon (Lee et al. 2009) dan asam rosmaniratt sebagai iinhibitor MAPK
M
(Xavier ett al. 2009).. Berdasarkkan Tabel 1,
1 nilai ∆G kedua ligaan tersebut lebih
kecil darippada senyaw
wa standar.
Selaain nilai ∆G
G, nilai affinitas (pK i ) menggam
mbarkan keemampuan ligan
dalam menngikat resepptor, dan niilai tetapan inhibisi (K
K i ) menunjukkkan konsen
ntrasi
ligan yanng diperlukaan untuk menghamba
m
at makromoolekul (prootein). Nilaii pK i
berbandinng terbalik dengan
d
nilaii K i , sedang
gkan nilai ∆G
∆ berbandiing lurus deengan
K i mengikkuti persam
maan termoddinamika
∆G = - RT ln K i

11

Tabel 1 Hasil penambatan ligan dengan protein induser kanker kolorektum
Protein

Senyawa

interferon

Demetoksikurkumin
Dihidrokurkumin
Simvastatin

MAPK

Dihidrokurkumin
Demetoksikurkumin
Asam rosmanirat

−14.6358
−12.8646
−9.4306

Afinitas
(pK i )
14.8090
13.2820
6.4610

1.55×10-15
5.22×10-14
3.45×10-7

0.5920
0.4920
0.2150

−16.7172
−13.5998
−11.9576

11.5440
10.2080
8.7040

2.86×10-12
6.19×10-11
1.97 ×10-9

0.4280
0.4080
0.3350

∆G (kJ/mol)

K i (µM)

Efisiensi

Nilai K i demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin dengan -interferon
berturut-turut ialah 1.55×10-15 dan 5.22×10-14 µM, dan dengan MAPK berturutturut ialah 2.86×10-12 dan 6.19×10-11μM. Nilai-nilai tersebut lebih kecil daripada
nilai K i standar simvastatin untuk -interferon dan standar asam rosmanirat untuk
MAPK. Oleh karena itu, kedua senyawa berpotensi mencegah kanker kolorektum.
Efisiensi penghambatannya juga lebih besar daripada senyawa standar (Tabel 1).
Interaksi senyawa-senyawa pada sistem biologis dapat berupa ikatan
kovalen dan interaksi nonkovalen. Interaksi nonkovalen terdiri atas ikatan
hidrogen, ionik, hidrofobik, dan interaksi van der Waals (Bruice 2003). Ikatan
hidrogen pada kompleks protein-ligan standar dan protein-ligan temu lawak
(Tabel 2) diidentifikasi dengan menggunakan program interaction pada MOE.
Tabel 2 Ikatan hidrogen residu asam amino -interferon dan MAPK dengan ligan
Protein

Senyawa
Demetoksikurkumin

-interferon

Dihidrokurkumin
Simvastatin

MAPK

Dihidrokurkumin
Demetoksikurkumin
Asam rosmanirat

Residu
Asp133, Lys101, Lys101, Lys117, Lys117,
Lys129, Asn140
Ser94, Lys101, Lys101, Lys117, Lys117,
Asn140
Thr139, Lys98, Lys101

Σ Ikatan
hidrogen
7
6
3

Tyr28, Lys143, Lys143, Thr182, Thr182
Leu176, Lys195, Lys195, Lys251

5
4

Tyr28, Tyr28, Ala27, Tyr28, Lys143

5

Jumlah ikatan hidrogen menunjukkan kekuatan interaksi ligan dengan
protein. Interaksi protein -interferon dengan ligan ditunjukkan pada Gambar 9.
Ikatan hidrogen terbentuk antara residu Lys129 dan atom O dari gugus -OH,
Asp133 dengan atom H dari gugus -OH, Lys117 dengan atom =O dan O–, Lys101
dengan atom O dari gugus -OH dan -OCH 3 demetoksikurkumin (Gambar 9a).
Dengan dihidrokurkumin, ikatan hidrogen terbentuk antara residu Lys117 dan
atom O dari gugus -OH dan –OCH 3 , Ser94 dengan atom O dari gugus -OCH 3 ,
Asn140 dengan atom O–, serta Lys101 dengan atom =O dan O– (Gambar 9b).
Interaksi protein MAPK dengan ligan ditunjukkan pada Gambar 10. Ikatan
hidrogen terbentuk antara residu Thr182 dan atom O–, Lys143 dengan atom O–
dan =O, serta Tyr28 dengan atom H dari gugus –OH senyawa dihidrokurkumin
(Gambar 10a). Dengan senyawa demetoksikurkumin, ikatan hidrogen terbentuk
antara residu Leu176 dan atom O dari gugus -OCH 3 , Lys251 dengan atom H dari
gugus -OH, serta Lys195 dengan atom O– dan =O (Gambar 10b).

12

(a)

(b)

(c)

Gambar 9 Interaksi -interferon dengan demetoksikurkumin (a), dihidrokurkumin
(b), dan simvastatin (c)

13

(a)

(b)

(c)

Gambar 10 Interaksi MAPK dengan dihidrokurkumin (a), demetoksikurkumin (b),
dan asam rosmanirat (c)

14

SIMPULAN DAN SARAN

Penapisan awal 24 senyawa aktif temu lawak secara in silico menggunakan
teknik penambatan molekular pada 16 protein induser iNOS dan COX-2 yang
berperan dalam patogenesis kanker kolorektum menunjukkan 2 senyawa yang
berpotensi antikanker, yaitu dihidrokurkumin dan demetoksikurkumin.
Berdasarkan parameter nilai ∆G, afinitas (pK i ), tetapan inhibisi (K i ), efisiensi, dan
ikatan hydrogen, kedua senyawa tersebut lebih menghambat protein -interferon
pada jalur iNOS dan MAPK pada jalur COX-2. Hasil penambatan molekular
kedua senyawa tersebut lebih baik dibandingkan dengan senyawa simvastatin
sebagai inhibitor -interferon dan senyawa asam rosmanirat sebagai inhibitor
MAPK. Oleh karena itu, senyawa demetoksikurkumin dan dihidrokurkumin
berpotensi sebagai antikanker kolorektum. Aktivitas kedua senyawa ini masih
perlu dibuktikan lebih lanjut dengan uji in vitro dan uji in vivo.

DAFTAR PUSTAKA

Alderton WK, Coopera CE, Knowles RG. 2001. Nitric oxide syntheses: structure,
function and inhibition. J Biochem. 357:593-615.
[BPOM] Badan Pengawas Obat dan Makanan. 2004. Monografi Ekstrak
Tumbuhan Obat Indonesia. Jakarta (ID): BPOM RI.
Baxevanis AD, Oulette BFF. 2005. Bioinformatics: A Practical Guide to the
Analysis of Genes and Protein. Ed ke-2. New York (US): J Wiley.
Boyle P, Langman JS. 2001. Epidemiology. Di dalam: Kerr DJ, Young AM,
Hobbs FDR, editor. ABC of Colorectal Cancer. London (GB): BMJ. hlm 14.
Bruice P. 2003. Organic Chemistry. Ed ke-4. New Jersey (US): Prentice Hall.
Chattopadhyay I, Biswas K, Bandyopadhyay U, Banerjee RK. 2004. Turmeric
and curcumin: biological actions and medicinal applications. Curr Sci.
87(1):44-53.
Datta D. 2002. Protein-ligand interactions: docking, design and protein
conformational change [tesis]. California (US): California Institute of
Technology Pasadena.
Fadilah. 2010. Penapisan senyawa bioaktif dari suku Zingiberaceae sebagai
penghambat neuraminidase virus Influenza A (H1N1) melalui pendekatan
docking [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Funkhouser T. 2007. Lecture: Protein-ligand Docking Methods. New Jersey (US):
Princeton University.
Hastuti N, Pratiwi D, Armandari I, Nur N, Ikawati M, Riyanto S, Meiyanto E.
2008. Ekstrak etanolik kulit buah jeruk nipis (Citrus aurantiifolia (Cristm.)
Swingle) menginduksi apoptosis pada sel payudara tikus galur Sprague
dawley terinduksi 7,12-dimetilbenz[a]antrasena. Di dalam: Prosiding

15

Kongres Ilmiah ISFI XVI 2008; Yogyakarta, Indonesia. Yogyakarta (ID):
Cancer Chemoprevention Reseach Center. hlm 1-8.
Huang S, Zou X. 2007. Efficient molecular docking of NMR structures:
application to HIV-1 protease. J Prot Sci. 16:43-51.
Itokawa H, Hirayama F, Funakoshi K, Takeya K. 1985. Studies on the antitumor
bisabolane sesquiterpenoids isolated from Curcuma xanthorrhiza. Bull
Chem Pharm. 33(8):88-92.
Jamakhani AM. 2010. In silico designing and docking analysis on insulin-like
growth factor 1 receptor. J Adv Bioinformatics Appl Res. 1(1):69-83.
Kitchen DB, Decornez H, Furr JR, Bajorath J. 2004. Docking and scoring in
virtual screening for drug discovery: methods and applications. Nature Rev
Drug Discovery. 1:935-949.
Lee CS, Shin YJ, Won C, Lee YS, Park CG, Ye SK, Chung MH. 2009.
Simvastatin acts as an inhibitor of interferon gamma-induced
cycloxygenase-2 expression in human THP-1 cells, but not in murine
RAW264.7 cells. J Biocell. 33(2):107-114.
Lim CS, Jin DQ, Oh SJ, Lee Ju, Hwang JK, Ha I, Han JS. 2005. Antioxidant and
antiinflammatory activities of xanthorrhizol in hippocampal neurons and
primary cultured microglia. J Neurosci Res. 6:831-838.
[MOE] Molecular Operating Enviroment. 2008. MOE Tutorial. Quebec (CA):
MOE.
O’Neill GP, Ford H. 1993. Expression of mRNA for cyclooxygenase 1 and
cyclooxygenase 2 in human tissues. FEBS Lett. 13(2):156-160.
Pebriana RB, Romadhon AF, Yunianto A, Rokhman MR, Fitriyah NQ, Jenie RI,
Meiyanto E. 2008. Docking kurkumin dan senyawa analognya pada reseptor
progesteron: studi interaksinya sebagai selective progesterone receptor
modulators (SPRMs). Pharmacon. 9(1):14-20.
Radji M. 2005. Peranan bioteknologi dan mikroba endofit dalam pengembangan
obat herbal. Maj Ilmu Kefarmasian. 3:113-126.
Reddy A, Pati S, Kumar P, Pradeep H, Sastry G. 2007. Virtual screening in drug
discovery: a computational perspective. Curr Prot & Peptide Sci. 8(4):329351.
Sano H, Kawahita Y, Wilder RL, Hashiramoto A, Mukai S, Asai K, Kimura S,
Kato H, Kondo M, Hla T. 1995. Expression of cyclooxygenase-1 and 2 in
human colorectal cancer. Cancer Res. 55:3785-3789.
Setiani RFC. 2009. Sitotoksisitas fraksi aktif biji mahoni (Swietenia mahagoni)
pada sel kanker payudara T47D [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Sidik, Mulyono MW, Muhtadi A. 1995. Temu Lawak (Curcuma xanthorrhiza
Roxb.). Jakarta (ID): Phytomedica.
Voutsadakis IA. 2007. Pathogenesis of colorectal carcinoma and therapeutic
implications: the roles of the ubiquitin-proteosome system and COX-2. J
Cell Mol Med. 11(2):252-285.
Williams LS, Hopper PD. 2003. Understanding Medical-surgical Nursing. Ed ke2. Philadelphia (US): FA Davis.
Xavier CPR, Lima F, Ferreira MF, Wilson CP. 2009. Salvia fruticosa, Salvia
officinalis, and rosmarinic acid induce apoptosis and inhibit proliferation of

16

human colorectal cell lines: the role in MAPK/ERK pathway. Nutr &
Cancer. 61(4):564-571. doi: 10.1080/01635580802710733.
Zafirellis K, Azchaki A, Agrogiannis G, Gravani K. 2010. Inducible nitric oxide
synthase expression and its prognostic significance in colorectal cancer. J
Compilation. 118:115-124. doi: 10.1111/j.1600-0463.2009.02569.x.

Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Persiapan senyawa temu
lawak (ligan)

Persiapan protein target

Pencarian asam amino
dengan NCBI

Pencarian dari Sidik et al.
(1995)

Penyejajaran sekuens
dengan EBI
Pencarian struktur 3D
dengan Chemspider dan
MOE

Scoring dengan EBI

Protein dengan skor
tertinggi
Pemodelan homologi
protein dengan
Swissmodel

Struktur 3D protein

Optimisasi
geometri dan
minimisasi energi
protein:
- penambahan
hidrogen
- protonate 3D
- muatan parsial
- minimisasi
energi

Struktur 3D ligan

Optimisasi dan
minimisasi ligan:
- wash
- muatan parsial
- minimisasi
energi
Penambatan molekular
protein target dan ligan

Model molekul
Analisis penambatan:
energi bebas gibbs (∆G), tetapan inhibisi
(K i ), afinitas (pK i ), efisiensi, dan ikatan
hidrogen

18

Lampiran 2 Nama-nama protein induser kanker kolorektum
Protein

Peran dalan mekanisme terjadinya
kanker kolorektum

iNOS

Protein induser dari jalur inflamasi

COX-2

Protein induser dari jalur tahap lanjut

Target penambatan molekular
Interleukin-1 , -interferon,
faktor nekrosis tumor-α,
hipoksia, dan iNOS
-Katenin, NF-κB, ERK1/2,
p38, MAPK, AP1, PPARα,
PEA3, NF-IL6, dan COX-2

Lampiran 3 Nama-nama ligan (senyawa bioaktif temu lawak) (Sidik et al. 1995)
No
Nama senyawa
1
1-Hidroksi-1,7-bis(4-hidroksi-3-metoksi-fenil)-6-hepten-3,5-dion
1-(4-Hidroksi-3,5-dimetoksifenil)-7-(4-hidroksi-3-metoksifenil)2
(1E,6E)-1,6-heptadien-3,4-dion
3
trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-ol
4
5-Hidroksi-7-(4-hidroksifenil)-1-fenil-(1E)-1-heptena
5
7-(3,4-Dhidroksifenil)-5-hidroksi-1-fenil-(1E)-1-heptena
6
Heksahidrokurkumin
7
Oktahidrokurkumin
8
trans-1,7-Difenil-1,3-heptadien-5-on
9
trans-1,7-Difenil-1-heptadien-5-ol
10
α-Kurkumena
11
α-Turmeron
12
Ar-turmeron
13
-Kurkumena
14
-Seskuifelandrena
15
-Turmeron
16
Bisdemetoksikurkumin
17
Kamfor
18
Kurkumin
19
Kurzerenon
20
Demetoksikurkumin
21
Dihidrokurkumin
22
Germakron
23
Sinamaldehida
24
Xantorizol

19

Lampiran 4 Contoh penyejajaran sekuens protein
CLUSTAL 2.1 multiple sequence alignment
gi|2944099|gb|AAC83554.1|
MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|2935553|gb|AAC83553.1|
MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_ MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|5306197|emb|CAB46089.1|
MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|148298711|ref|NP_036743.3|MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|299367|gb|AAB26037.1|
MACPWKFLFRVKSYQGDLKEEKDINNNVEKTPGAIPSPTTQDDPKSH--gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---gi|6754872|ref|NP_035057.1| MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---gi|20159734|gb|AAM11887.1|
MACPWKFLFKVKSYQSDLKEEKDINNNVKKTPCAVLSPTIQDDPKS---gi|3901274|gb|AAC78630.1|
MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--gi|50978930|ref|NP_001003186.MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2_MACPWKFLFRAKFHQYGMKEEKDINNNVEKPPGATPSPSTQDDLKNH--gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2_ MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS
gi|24041029|ref|NP_000616.3| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS
gi|120660146|gb|AAI30284.1| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS
gi|219520412|gb|AAI44127.1| MACPWKFLFKTKFHQYAMNGEKDINNNVEKAPCATSSPVTQDDLQYHNLS
gi|118572676|sp|Q27995.3|NOS MACPWQFLFKIKSQKVDLATELDINNNVGKFYQPPSSPVTQDDPKRHSPG
gi|116003827|ref|NP_00107026 MACPWQFLFKIKSQKVDLATELDINNNVGKFYQPPSSPVTQDDPKRHSPG
gi|290564221|ref|NP_00116645 MACPWNFLWKLKSSRYDLTEEKDINNNVGKAS-HLYSPEIQDDPKYCSPG
gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2_ MACPWNFLWKLKSSRYDLTEEKDINNNVGKAS-HLYSPEIQDDPKYCSPG
*****:**:: * : : * ****** *
** *** :
gi|2944099|gb|AAC83554.1|
gi|2935553|gb|AAC83553.1|
gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_
gi|5306197|emb|CAB46089.1|
gi|148298711|ref|NP_036743.3
gi|299367|gb|AAB26037.1|
gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M
gi|6754872|ref|NP_035057.1|
gi|20159734|gb|AAM11887.1|
gi|3901274|gb|AAC78630.1|
gi|50978930|ref|NP_001003186
gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2
gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2
gi|24041029|ref|NP_000616.
gi|120660146|gb|AAI30284.1|
gi|219520412|gb|AAI44127.1|
gi|118572676|sp|Q27995.3|NO
gi|116003827|ref|NP_00107026
gi|290564221|ref|NP_00116645
gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2_

47
47
47
47
47
47
46
46
46
47
47
47
50
50
50
50
50
50
49
49

KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
KHQNGFPQFLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQHVRIKNWGNGEIFHDTL 97
-HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVT-STRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 94
-HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVT-STRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 94
HQNGSPQLLTGTAQNVPESLDKLHVTPSTRPQYVRIKNWGSGEILHDTL 95
KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGRSFQDTL 97
KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGRSFQDTL 97
KHHNDSPQPLTETVQKLPESLDKLHATPLSRPQHVRIKNWGNGMTFQDTL 97
KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100
KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100
KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100
KQQNESPQPLVETGKKSPESLVKLDATPLSSPRHVRIKNWGSGMTFQDTL 100
KHGNESPQPLTGTVKTSPESLSKLDAPPSACPRHVRIKNWGSGVTFQDTL 100
KHGNESPQPLTGTVKTSPESLSKLDAPPSACPRHVRIKNWGSGVTFQDTL 100
KHQNGSSQSLTGTAKKVPESQSKPHKPSPTCSQHMKIKNWGNGMILQDTL 99
KHQNGSSQSLTGTAKKVPESQSKPHKPSPTCSQHMKIKNWGNGMILQDTL 99
: * .* *. * :. *** * . . : .::::*****.* ::***

gi|2944099|gb|AAC83554.1|
HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|2935553|gb|AAC83553.1|
HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS2_ HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|5306197|emb|CAB46089.1|
HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|148298711|ref|NP_036743.3|HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|299367|gb|AAB26037.1|
HHKATSDISCKSKLCMGSIMNSKSLTRGPRDKPTPVEELLPQAIEFINQY 147
gi|266649|sp|P29477.1|NOS2_M HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 144
gi|6754872|ref|NP_035057.1| HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 144
gi|20159734|gb|AAM11887.1|
HHKATSDFTCKSKSCLGSIMNPKSLTRGPRDKPTPLEELLPHAIEFINQY 145
gi|3901274|gb|AAC78630.1|
HHKAMGVLACTSKLCMGSIMNTKSLTRGPSDKPTPTEELLPQAIEFVNQY 147
gi|50978930|ref|NP_001003186 HHKAMGVLACTSKLCMGSIMNTKSLTRGPSDKPTPTEELLPQAIEFVNQY 147
gi|85542913|sp|O62699.2|NOS2_HHKAKGDLACKSKSCLGAIMNPKSLTREPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 147
gi|1352513|sp|P35228.2|NOS2 HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|24041029|ref|NP_000616.3|HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|120660146|gb|AAI30284.1| HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|219520412|gb|AAI44127.1| HHKAKGILTCRSKSCLGSIMTPKSLTRGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|118572676|sp|Q27995.3|NO HQKAKGDLSCKSKSCLASIMNPKSLTIGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|116003827|ref|NP_0010702 HQKAKGDLSCKSKSCLASIMNPKSLTIGPRDKPTPPDELLPQAIEFVNQY 150
gi|290564221|ref|NP_0011664 HTKAKTNFTCKPKSCLGSVMNPRSMTRGPRDTPIPPDELLPQAIEFVNQY 149
gi|8473504|sp|O54705.1|NOS2 HTKAKTNFTCKPKSCLGSVMNPRSMTRGPRDTPIPPDELLPQAIEFVNQY 149
* **
::* .* *:.::*..:*:* * *.* * :****:****:***

20

lanjutan Lampiran 4
gi|2944099|gb|AAC83554.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|2935553|gb|AAC83553.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|1709334|sp|Q06518.2|NOS YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|5306197|emb|CAB46089.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|148298711|ref|NP_036743 YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|299367|gb|AAB26037.1|
YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|266649|sp|P29477.1|NOS2 YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|6754872|ref|NP_035057.1|YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|20159734|gb|AAM11887.1| YGSFKEAKIEEHLARLEAVTKEIETTGTYQLTLDELIFATKMAWRNAPRC
gi|3901274|gb|AAC78630.1| YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKDIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|50978930|ref|NP_001003 YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKDIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|85542913|sp|O62699.2|NO YSSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|1352513|sp|P35228.2|NOS YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|24041029|ref|NP_000616 YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|120660146|gb|AAI30284.1|YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|219520412|gb|AAI44127.1|YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|118572676|sp|Q27995.3|N YGSFKEAKIEEHLARVEAVTKEIETTGTYQLTGDELIFATKQAWRNAPRC
gi|116003827|ref|NP_001