Potensi senyawa aktif buah pare (momordica charantia l.) golongan kuguacin sebagai inhibitor dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) antidiabetes tipe-2 menggunakan docking molekuler

ABSTRAK:

Salah satu reseptor yang menjadi target pengobatan diabetes tipe-2 adalah enzim Dipeptidyl Peptidase-IV (DPP-IV). Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi senyawa golongan kuguacin buah pare sebagai obat anti diabetes tipe-2 melalui interaksi dengan target enzim DPP-IV dan prediksi probabilitas senyawa uji golongan kuguacin. Kandungan golongan kuguacin buah pare pada yaitu kuguacin A, kuguacin B, kuguacin C, kuguacin D, kuguacin E, kuguacin F, kuguacin G, kuguacin H, kuguacin I, kuguacin J, kuguacin K, kuguacin L, kuguacin M, kuguacin N, kuguacin O, kuguacin P, kuguacin Q, kuguacin R, kuguacin S.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu penambatan molekul (molecular docking) yang menginteraksikan senyawa-senyawa aktif buah pare golongan kuguacin sebagai ligan uji dengan DPP-IV sebagai enzim target menggunakan algoritma GA-LGA. Konformasi hasil docking dioptimasi menggunakan medan gaya NOVA. Obat referensi yang digunakan adalah Vildagliptin. Aplikasi yang digunakan untuk preparasi dan tampilan adalah Autodock tools, Discovery Studio dan Pymol. Docking dilakukan menggunakan Autodock 4.2. Optimasi konformasi hasil docking menggunakan YASARA. Prediksi probabilitas senyawa uji dapat digunakan sebagai obat oral dilakukan dengan SwissADME. Prediksi sifat antidiabetes menggunakan PASSOnline.
Hasil docking menggunakan senyawa golongan kuguacin A-S memiliki ∆Gbinding dengan nilai rentang -6,01 kkal/mol sampai -8,61 kkal/mol, sementara energi interaksi vildagliptin dengan DPP-IV adalah -7,87 kkal/mol, untuk mendapatkan nilai energi yang memiliki makna secara fisik maka dilakukan optimasi konformasi hasil docking dengan medan gaya NOVA, diperolah nilai energi interaksi (∆Gbinding) dengan rentang -31,76 kkal/mol sampai -49,52 kkal/mol. Hasil analisis interaksi ligan-DPP-IV menunjukkan bahwa senyawa golongan kuguacin A-S kurang berpotensi sebagai antidiabetes tipe-2. Hasil prediksi probabilitas menggunakan SwissADME menunjukkan semua senyawa golongan kuguacin memiliki probabilitas yang baik untuk digunakan sebagai obat oral sesuai aturan Lipinski. Hasil prediksi aktivitas biologi antidiabetes tipe-2 menggunakan PASSOnline menunjukkan bahwa senyawa golongan kuguacin buah pare tidak memiliki aktivitas antidiabetes tipe-2 sementara vildagliptin memiliki aktivitas antidiabetes tipe-2 yang paling tinggi dengan nilai Pa 0,951.

ABSTRACT:

One of the receptors that is the target of type-2 diabetes treatment is the Dipeptidyl Peptidase-IV (DPP-IV) enzyme. The purpose of this study was to determine the potential of bitter melon compounds as anti-diabetic type-2 through interactions with DPP-IV enzyme targets and predict the probability of compounds tested in the kuguacin class. The content of the pare fruit kuguacin class is kuguacin A, kuguacin B, kuguacin C, kuguacin D, kuguacin E, kuguacin F, kuguacin G, kuguacin H, kuguacin I, kuguacin J, kuguacin K, kuguacin L, kuguacin M, kuguacin N, kuguacin O, kuguacin P, kuguacin Q, kuguacin R, kuguacin S.
The method used in this research is molecular docking which interacts with the active compounds of bitter melon group, the kuguacin group, as a test ligand with DPP-IV as the target enzyme using the GA-LGA algorithm. The docked conformation was optimized using the NOVA force field. The reference drug used is Vildagliptin. The applications used for preparation and display are Autodock tools, Discovery Studio and Pymol. Docking was done using Autodock 4.2. Optimization of the conformation of the docking results using YASARA. Prediction of the probability of the test compound being used as an oral drug was carried out by SwissADME. Prediction of antidiabetic properties using PASSOnline.
The docking results using the compound A-S kuguacin have ∆Gbinding with values ranging from -6.01 kcal/mol to -8.61 kcal/mol, while the interaction energy of vildagliptin with DPP-IV is -7.87 kcal/mol, to obtain the energy value which has a physical meaning, optimization of the conformation results of docking with the NOVA force field is carried out, interaction energy values (∆Gbinding) are obtained in the range -31.76 kcal/mol to -49.52 kcal/mol. The results of the analysis of the ligand-DPP-IV interaction showed that the compound A-S of the kuguacin group had less potential as a type-2 anti-diabetic. The probability prediction results using SwissADME showed that all compounds of the kuguacin class had a good probability to be used as oral drugs according to Lipinski's rule. The results of the prediction of type-2 anti-diabetic biological activity using PASSOnline showed that the compound of the bitter melon class of kuguacin did not have type-2 anti-diabetic activity while vildagliptin had the highest type-2 anti-diabetic activity with a Pa value of 0.951.

مستخلص البحث:

أحد المستقبلات المستهدفة لعلاج مرض السكري من النوع-٢ هو إنزيم مثبطات ثنائي ببتيديل ببتيداز-٤ (DPP-IV). كان الهدف من هذا البحث هو معرفة إمكانية مركب النشط من القرع المر kuguacin كأدوية مضادة للسكري من النوع الثاني من خلال التفاعل مع إنزيم DPP-IV والتنبؤ بإمكانية مركبات اختبار مجموعة kuguacin. محتوى مجموعة القرع المر kuguacin هو؛ kuguacin A، kuguacin B، kuguacin C، kuguacin D، kuguacin E، kuguacin F، kuguacin G، kuguacin H، kuguacin I، kuguacin J ، kuguacin K، kuguacin L، kuguacin M، kuguacin N ، kuguacin O، kuguacin P، kuguacin Q، kuguacin R، kuguacin S..
منهج البحث المستخدم في هذا البحث هو الالتحام الجزيئي الذي يتفاعل مع المركبات النشطة لمجموعة kuguacin للقرع المر كروابط اختبار مع DPP-IV كإنزيم مستهدف باستخدام خوارزمية GA-LGA. تم تحسين تشكيل نتائج الإرساء باستخدام مجال قوة NOVA. الدواء المرجعي المستخدم هو فيلداجليبتين. التطبيقات المستخدمة للتحضير والعرض هي أدوات Autodock و Discovery Studyi و Pymol. يتم تنفيذ الإرساء باستخدام ٤.٢ التحسين المطابق لنتائج الإرساء باستخدام YASARA. يتم إجراء التنبؤ باحتمال استخدام مركب اختبار كدواء عن طريق الفم باستخدام SwissADME. التنبؤ بخصائص المضادة لمرض السكر باستخدام PASSOnline.
نتائج الالتحام باستخدام مركبات مجموعة kuguacin أ-س لها ∆Gbinding بقيم تتراوح من ٦.٠١- كيلو كالوري / مول إلى ٨.٦١- كيلو كالوري / مول، في حين أن طاقة تفاعل فيلداجليبتين مع DPP-IV هي ٧.٨٧- كيلو كالوري / مول ، للحصول على قيم الطاقة التي لها معنى مادي، تم تحسين التشكيل لنتائج الالتحام مع مجال قوة Nova، يتم الحصول على قيمة طاقة التفاعل( ∆Gbinding) بنطاق من ٣٧.٧٦ - كيلو كالوري / مول إلى ٤٩.٥٢- كيلو كالوري / مول. أظهرت نتائج تحليل تفاعل روابط DPP-IV أن مركبات مجموعة kuguacin أ-س أقل فعالية كمضادة لمرض السكر من النوع-٢. وأظهرت نتائج التنبؤ بالاحتمالات باستخدام SwissADME أن جميع مركبات مجموعة kuguacin لديها امكانية جيدة لاستخدامها كعقاقير عن طريق الفم وفقا لقاعدة ليبينسكي الخمسة. أظهرت نتائج التنبؤ بالنشاط البيولوجي مضادة لمرض السكر من النوع-٢ باستخدام PASSOnline أن مركبات مجموعة kuguacin من القرع المر لم يكن لها نشاط مضادة لمرض السكر من النوع-٢، بينما كان لفيلداجليبتين أعلى نشاط مضادة لمرض السكر من النوع-٢ بقيمة Pa تبلغ ٠.٩٥١