Analisis interaksi senyawa aktif jahe (Zingiber officinale) yang berpotensi sebagai antioksidan pada stress oksidasi yang diinduksi oleh timbal (Pb2+)

INDONESIA:

Timbal adalah salah satu logam berat yang menyebabkan keracunan dan banyak permasalahan kesehatan. Keracunan timbal terutama disebabkan oleh stress oksidasi lewat inhibisi sintesis heme. Dalam hal ini, antioksidan eksogen dibutuhkan untuk menangkal ROS yang berlebih dan membantu fungsi antioksidan alami tubuh. Jahe telah terbukti memiliki aktivitas antioksidan dalam stress oksidasi yang diinduksi timbal namun mekanismenya belum diketahui. Untuk mengetahui jalur mekanisme senyawa aktif jahe dalam menurunkan stress oksidasi akibat timbal, peneliti menggunakan pendekatan in silico dengan menginteraksikan protein dan senyawa jahe dalam suatu jaringan interaksi protein dan senyawa.

Desain jaringan interaksi protein dan senyawa dilakukan menggunakan aplikasi STITCH dan STRING. Senyawa senyawa aktif jahe yang berpotensi antioksidan diinteraksikan dengan protein targetnya, protein pembawa, serta antioksidan alami tubuh. Hasil interaksi lalu divisualisasikan di perangkat Cytoscape Ver. 3.5.1. analisis topologi dan fungsional dilakukan untuk mengetahui protein kunci beserta aktivitas biologis yang dimiliki oleh protein-protein terlibat.

Hasil visualisasi dan analisis menunjukkan bahwa senyawa aktif jahe berperan secara tidak langsung. Mekanisme ini terjadi melalui protein target yang berinteraksi dengan protein kunci dalam jaringan interaksi protein dan senyawa pada stress oksidasi yang diinduksi oleh timbal sehingga diharapkan jahe dapat mengaktivasi protein-protein tersebut dan meningkatkan ekspresinya. Senyawa jahe yang memiliki peran paling banyak berdasarkan targetnya adalah senyawa flavonoid dan turunan gingerol.

ENGLISH:

Lead is one of toxic heavy metal which often leads to various health problem. Lead toxicity mainy caused by oxidative stress through inhibition of heme biosynthesis. In this case, exogen antioxidants are highly needed to eradicate over-produced ROS and maintain the function of natural antioxidants. Many studies have proven that ginger showed antioxidant activity in lead-induced oxidative stress but the molecular mechanism still remains unclear. To find out how ginger active compounds ameliorate lead-induced oxidative stress in molecular level, here we used in silico approach by interacting proteins and ginger compounds in a protein interaction network (PIN).

PIN design has been done using STITCH and STRING web-based application. Potential antioxidants from ginger compound were interacted with its target proteins, lead-binding protein (ALAD), and natural antioxidants. The result then visualized using Cytoscape ver. 3.5.1. Topological and functional analysis were done to determine key protein along with biological activities of involved proteins.

Visualization and analysis result showed that ginger bioactives play an indirect role. This mechanism occured through ginger target proteins that interact with key protein of protein-compound interaction network in lead-induced toxicity. Thus, ginger biocatives are expected to activate those proteins and enhance their expression. Ginger compounds with major role (based on number of target) are considered as the most effective among others which are flavonoids and gingerol derivatives.