Doking Molekuler feoforbid a dan Turunannya terhadap Reseptor Serum Albumin Manusia (HSA) dan Reseptor Periferal Benzodiazepin (PBR) sebagai Fotosensitizer Terapi Kanker secara Fotodinamik - repository perpustakaan

  

Doking Molekuler feoforbid a dan Turunannya terhadap Reseptor Serum

Albumin Manusia (HSA) dan Reseptor Periferal Benzodiazepin (PBR)

sebagai Fotosensitizer Terapi Kanker secara Fotodinamik

SKRIPSI

  Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai Derajat Sarjana S-1

  Diajukan Oleh :

  

Cony Suita Rama

  1008010018

  

Fakultas Farmasi

Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Purwokerto

2014

HALAMAN PENGESAHAN Doking Molekuler feoforbid a dan Turunannya terhadap Reseptor Serum Albumin Manusia (HSA) dan Reseptor Periferal Benzodiazepin (PBR) sebagai Fotosensitizer Terapi Kanker secara Fotodinamik

  

Cony Suita Rama

1008010018

Telah dipertahankan didepan Panitia Ujian Skripsi

Pada hari Sabtu tanggal 9 Agustus 2014

  

SUSUNAN PANITIA

Ketua Sekretaris Dr. Nunuk Aries N., M. Si., Apt Wiranti Sri Rahayu, M. Si., Apt NIK. 2160217 NIK. 2160348 Penguji I Penguji II Dr. Asmiyenti D. D., M. Si Suparman, M. Sc., Apt NIK.19740522200012200 NIK. 2160446 Mengetahui Dekan Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  

Dr. Nunuk Aries Nurulita, M. Si., Apt

NIK. 2160217

  

PERNYATAAN

  Yang bertanda tangan dibawah ini, saya: Nama : Cony Suita Rama NIM : 1008010018 Program studi : Farmasi Fakultas/Universitas :Farmasi/Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi ini adalah hasil dari proses penelitian saya yang telah dilakukan sesuai dengan prosedur penelitian yang benar dengan arahan dari dosen pembimbing dan bukan hasil penjiplakan dari hasil karya orang lain atau terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Demikian pernyataan ini, dan apabila kelak dikemudian hari terbukti ada unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

  Purwokerto, Agustus 2014 Yang menyatakan, Cony Suita Rama

  

Intisari

  Cony Suita Rama. Doking Molekuler feoforbid a dan Turunannya terhadap Reseptor Serum Albumin Manusia (HSA) dan Reseptor Periferal Benzodiazepin (PBR) sebagai Fotosensitizer Terapi Kanker secara Fotodinamik.

  Dibawah bimbingan Dr. Asmiyenti D.D, M. Si dan Suparman, M. Sc., Apt

  Latar Belakang : Kanker merupakan tumor berbahaya yang disebabkan oleh

  pertumbuhan sel secara tidak normal. Terapi kanker yang saat ini masih digunakan dirasa kurang efisien karena menimbulkan beberapa kerugian. Seperti pada pembedahan hanya untuk kanker yang terlokalisasi, terapi dengan radiasi dapat menyebabkan kerusakan pada sel normal. Sehingga dibutuhkan penanganan terhadap penyakit kanker yang lebih prospektif dan menjanjikan. Terapi yang mulai menjadi perhatian karena dinilai lebih porspektif sebagai terapi kanker, yaitu photodynamic therapy (PDT). PDT didasarkan pada cahaya dan fotosensitizer. Fotosensitizer yang ada pada saat ini masih berkendala pada penetrasi cahaya sehingga diperlukan senyawa yang berpotensi sebagai fotosensitizer dengan penetrasi yang lebih baik.

  Tujuan Penelitian : Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar

  kemampuan feoforbid a dan turunannya dalam berikatan dengan reseptor HSA dan PBR sebagai fotosensitizer dalam terapi fotodinamik dengan metode doking molekuler.

  Metode Penelitian : Penelitian ini merupakan penelitian non eksperimental berbasis komputasi kimia dengan menggunakan perangkat komputer. Hasil : Dari hasil doking terhadap feoforbid a dan turunannya sebagai senyawa

  uji terhadap HSA dan PBR, pada HSA ikatan paling stabil dan kuat dibentuk oleh

  3

  1-hidroksi feoforbid a kcal/mol. Sedangkan dengan nilai ∆G sebesar +1,01x10 ikatan paling stabil dan kuat pada PBR dibentuk oleh senyawa feoforbid a dengan

  3

  sebesar +1,86x10 kcal/mol. Dari hasil modifikasi asam amino, yang nilai ∆G memiliki ikatan paling baik dan stabil pada HSA maupun PBR adalah serin feoforbid a dibandingkan arginin feoforbid a dan lisin feoforbid a.

  Kesimpulan : Serin feoforbid a merupakan senyawa dengan modifikasi asam

  amino yang memiliki ikatan paling stabil terhadap HSA dan PBR dibandingkan arginin feoforbid a dan lisin feoforbid a.

  Kata Kunci : Kanker, feoforbid a, doking molekuler, PDT

  

Abstract

Background: Cancer is a dangerous tumor caused by abnormal cell growth.

  Cancer therapy that are currently used is less efficient because it raises some disadvantages. As in the surgery only for localized cancer, radiation therapy can cause damage to normal cells. So it takes the handling of cancer more prospective and promising. Therapy was started to be a concern because it is considered more porspektif as cancer therapy, the photodynamic therapy (PDT). PDT is based on light and photosensitizers. Photosensitizer in this moment still have constraints on light penetration so necessary compounds that have potential as photosensitizers with better penetration.

  Objective: This study purpose to know the capabilities of pheophorbide a and its

  derivatives bind to receptors in the HSA and PBR as photosensitizers in photodynamic therapy with molecular docking method.

  Methods: This study was a non-experimental research based chemical computation using the computer. Results: From the results of the docking pheophorbide a and its derivatives as a

  test compound to HSA and PBR, in HSA most stable and strong bond formed by

  3

  1-hydroxy pheophorbide a kcal/mol. While most stable ΔG value of +1,01x10 and strong bond to PBR pheophorbide a compound formed by the ΔG value of

  3

• 1,86x10 kcal/mol. From the results of amino acid modification, which has the most excellent and stable bonding to the HSA and the PBR is serine pheophorbide a compared with arginine pheophorbide a and lysine pheophorbide a.

  Conclusion: Serine pheophorbide a compound with an amino acid modifications

  that have the most stable binding to HSA and PBR compared with arginine pheophorbide a and lysine pheophorbide a.

  Keywords: Cancer, pheophorbide a, molecular docking, PDT

Halaman Persembahan

  Dengan penuh cinta kasih skripsi ini penulis persembahkan kepada kedua orang tua penulis yang telah bekerja keras dalam memberikan penulis yang terbaik dalam segala hal. Kepada adik penulis yang mulai beranjak remaja, semoga selalu menikmati setiap menit waktu remajanya dengan penuh syukur.

  Penulis juga mempersembahkan skripsi ini kepada teman-teman Fakultas Farmasi angkatan 2010, semoga semua hal baik yang didapat dapat disalurkan dan dibagikan untuk hal-hal baik juga. Akhirnya, penulis mempersembahkan skripsi ini kepada Allah SWT yang telah memberikan keberkahan dalam segala hal kepada penulis.

Motto

  Orang lain mungkin ada untuk membantu kita, menolong kita, membimbing kita melangkah dijalan kita. Tapi pelajaran yang dipelajari selalu milik kita.

  Berhentilah menggantungkan segala yang menjadi urusan dan kesuksesanmu kepada orang lain.

  Trust your self and believe in Allah SWT

Prakata

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahan rahmat, nikmat serta karunianya yang tidak terhingga. Atas limpahan dan karuniaNya, penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi sebagai syarat dalam mendapatkan gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  Karya tulis ini dapat terselesaikan atas bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mempersembahkan karya tuis ini sebagai ucapan terima kasih kepada:

  1. Allah SWT, atas segala nikmat, rahmat dan ridhonya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan penuh kesabaran.

  2. Bapak dan ibu, serta keluarga yang selalu memberikan dukungan secara moril, materi dan doa yang tidak pernah putus.

  3. Dr. Asmiyenti D.D., M. Si., dan Suparman M. Sc., Apt, selaku pembimbing penelitian dan penulisan skripsi ini. Terima kasih atas segala bentuk bimbingan, bantuan dan motivasi yang telah diberikan kepada penulis.

  4. Indri Hapsari, S.F. M.Si., Apt, selaku pembimbing akademik yang telah memberikan nasehat selama perkuliahan.

  5. Rekan-rekan penelitian (Ananta Wijaya, Khaeriyah, dan Teddy Yulianto) yang telah memberikan semangat dan berbagi pengetahuan selama proses penelitian berlangsung.

  6. Teman-teman Farmasi angkatan 2010, semoga kita masih bisa berkumpul lagi.

  7. Teman-teman FSOA angkatan 2010, untuk semester-semester penuh kerjasama.

  8. Untuk yang terkasih, Al Qarana Novandi terima kasih untuk doa dan dukungannya.

  9. Teman-teman Madridista Purwokerto, Meita Lala, Sintia, Anieta, Dicky, Ikbal, Bang Arief, Ajidh, Azzam, Andiko terima kasih doa dan dukungannya.

  10. Semua pihak yang sudah mendoakan, mendukung dan membantu penelitian ini.

  Semoga Allah SWT membalas segala bentuk doa, dukungan dan bantuan semua pihak yang terkait dalam pembuatan skripsi ini. Semoga dengan terselesaikannya skripsi ini, dapat menjadi inspirasi dan memberikan manfaat dalam perkembangan ilmu pengetahuan.

  Penulis Cony Suita Rama

Riwayat Hidup

  Nama : Cony Suita Rama Tempat, tanggal lahir : Purwokerto, 2 Juni 1992 Nama Bapak : Joko Santoso Nama Ibu : Dwi Asih Nama Adik : Gita Dwi Larasati Riwayat Pendidikan :

  TK : TK Ibu Is Purwokerto SD : SDN 5 Kranji Purwokerto SMP : SMP Negeri 6 Purwokerto SMA : SMA Negeri 5 Purwokerto PT : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  DAFTAR ISI

  Halaman Judul ......................................................................................................... i Halaman Pengesahan ............................................................................................. ii Pernyataan ............................................................................................................. iii Intisari ................................................................................................................... iv

  Abstract ................................................................................................................... v

  Halaman Persembahan .......................................................................................... vi Motto .................................................................................................................... vii Prakata ................................................................................................................. viii Riwayat Hidup ........................................................................................................ x Daftar Isi................................................................................................................ xi Daftar Tabel ........................................................................................................ xiii Daftar Gambar ..................................................................................................... xiv Daftar Lampiran .................................................................................................... xv

  BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 A. Latar Belakang ...................................................................................... 1 Perumusan masalah ................................................................................................. 3 B. Tujuan Penelitian .................................................................................. 3 C. Manfaat Penelitian ................................................................................ 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4 A. Kanker ................................................................................................... 4 B. Photodynamic Therapy (PDT) .............................................................. 5 Fotosensitizer .......................................................................................................... 6 Feoforbid a .............................................................................................................. 9 Human Serum Albumine (HSA) ........................................................................... 11 Peripheral Benzodiazepine Receptor (PBR) ......................................................... 12 Doking Molekuler ................................................................................................. 14 BAB III. METODE PENELITIAN ....................................................................... 16 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .......................................................... 16 B. Variabel Penelitian .............................................................................. 16 C. Waktu dan Tempat Operasional .......................................................... 16 D. Bahan dan Alat .................................................................................... 16 E. Cara Penelitian .................................................................................... 16 Penggambaran Struktur Molekul Feoforbid a dan Turunannya ........................... 16 Optimasi Struktur Feoforbid a dan Turunannya ................................................... 16 Penyiapan Molekul Protein HSA dan PBR ........................................................... 17 Preparasi Struktur HSA dan PBR ......................................................................... 17 Preparasi Ligan m-THPP, PPIX, Feoforbid a dan Turunannya ............................ 17 Validasi Metode Doking ....................................................................................... 17 Doking Feoforbid a dan Turunannya Terhadap HSA dan PBR ........................... 18 Analisis dan Visualisasi Hasil Doking .................................................................. 18 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 19 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 37

  A. KESIMPULAN ................................................................................... 37

  B. SARAN ............................................................................................... 37 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 38 LAMPIRAN .......................................................................................................... 41

DAFTAR TABEL Daftar Tabel

   Halaman

  Tabel 1. Hasil Optimasi Struktur Feoforbid a dan Turunannya ........................... 22 Tabel 2. Parameter Grid Box ................................................................................. 29 Tabel 3. RMSD HSA ............................................................................................ 29 Tabel 4. Binding site asam amino HSA ................................................................ 30 Tabel 5. RMSD PBR ............................................................................................. 30 Tabel 6. Binding site asam amino PBR ................................................................. 31 Tabel 7. Scoring hasil doking senyawa uji ............................................................ 32 Tabel 8. Binding site asam amino yang terbentuk pada HSA ............................... 34 Tabel 9. Binding site asam amino yang terbentuk pada PBR ............................... 34

DAFTAR GAMBAR Daftar Gambar

   Halaman

  Gambar 1. Ilustrasi Tahapan Proses PDT ............................................................... 6 Gambar 2. Mekanisme fotofisika dan fotokimia PDT ........................................... 7 Gambar 3. Porfirin dan turunannya ........................................................................ 7 Gambar 4. Modifikasi spektrum panjang gelombang ............................................. 8 Gambar 5. Protoporfirin IX (PPIX) ....................................................................... 9 Gambar 6. Skema degradasi klorofil pada pembentukan pheophorbide .............. 9 Gambar 7. Struktur feoforbid a dan turunannya .................................................. 10 Gambar 8. Molekul HSA ..................................................................................... 12 Gambar 9. Molekul PBR atau TSPO ................................................................... 14 Gambar 10. Struktur feoforbid a dan turunannya sebelum dioptimasi ................ 21 Gambar 11. Visualisasi layar situs pencarian HSA pada RSCB PDB .................. 24 Gambar 12. Visualisasi layar situs pencarian PBR pada RSCB PDB .................. 25 Gambar 13. Visualisasi rantai pada molekul HSA............. 26 Gambar 14. Visualisasi struktur PBR ................................................................... 27 Gambar 15. Visualisasi letak file adt, ligan dan reseptor yang akan didoking ..... 28 Gambar 16. Visualisasi binding sites asam amino validasi metode doking HSA. 30 Gambar 17. Visualisasi binding sites asam amino validasi metode doking PBR. . 31 Gambar 18. Visualisasi hasil doking pada binding sites asam amino HSA .......... 35 Gambar 19. Visualisasi hasil doking pada binding sites asam amino PBR .......... 36