Upload
vuongdieu
View
221
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL
ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN
VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Yolanda Tyas Prameswari
NIM: 138114164
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
HALAMAN JUDUL
EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL
ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN
VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi
Oleh:
Yolanda Tyas Prameswari
NIM: 138114164
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
“Do or do not there is no try” – Master Yoda
“When you want something, all the universe compires in
helping you to achieve it” – Paulo Coelho (The
Alchemist)
Lala persembahkan skripsi ini untuk
Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria dan semua orang kudus yang selalu
memberkati dan membimbing disetiap langkah hidup Lala.
Papa, Mama, Kakak Nino, Dedek Gaby yang selalu mendukung dan memberikan
semagat berlimpah kepada Lala.
Agnes Hoki, Jessica Atin, Brigitta Yulia, Johan Limanjaya, Koming Hayong yang
tak pernah bosan menjadi kawan-kawan Lala yang hebat
Teman-teman yang selalu mendukung, memberikan semangat dan yang
selalu ada untuk Lala dalam keadaan apapun.
May the force be with you!
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
PRAKATA
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, rahmat,
dan karunia yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul “EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET
VIRTUAL ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA
PENAPISAN VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR” sebagai salah satu syarat
untuk mendapatkan gelar sarjana Farmasi (S.Farm.) Fakultas Farmasi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
Penyelesaian skripsi ini tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak,
baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis hendak
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Dekan Fakultas Farmasi Sanata Dharma
2. Bapak Enade Perdana Istyastono, Ph.D., Apt., selaku dosen pembimbing
utama atas segala kesabaran dan waktu yang telah diberikan untuk memberi
masukan, bimbingan, dukungan, saran, dan motivasi kepada penulis dalam
penelitian dan penyusunan skripsi ini.
3. Bapak Maywan Hariono, Ph.D., Apt. dan Bapak Florentinus Dika Octa
Riswanto, M.Sc., selaku dosen penguji skripsi yang telah banyak memberi
ide, saran, dan masukkan yang membangun untuk penelitian ini.
4. Papa, Mama, Nino, Gaby yang selalu memberikan motivasi, dukungan,
semangat dan kekuatan bagi penulis serta senantiasa mendoakan dan
mengingatkan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
5. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian Matrix Metalloproteinase 9:
Catharina Rency Anggita Siena, Donny Suparto, FX Nyoman Indra Putra
Nugraha atas kebersamaan, kerja sama, bantuan, dan semangat selama
penelitian ini berlangsung.
6. Angkatan 2013, FSM D dan FST yang telah menjadi teman, rekan sejawat
dan keluarga selama 4 tahun terakhir ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, maka
penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang membangun
sehingga bisa membuat karya yang lebih baik. Penulis mohon maaf atas segala
kesalahan dan kekurangan yang terdapat dalam skripsi ini. Akhir kata, penulis
berharap penelitian ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Yogyakarta, 2 Januari 2016
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................... i
PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................... ii
PENGESAHAN SKRIPSI BERJUDUL ..................................................... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................... v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................... vi
PRAKATA .................................................................................................. vii
DAFTAR ISI ............................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. x
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi
ABSTRAK .................................................................................................. xii
ABSTRACT ................................................................................................ xiii
PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
METODE PENELITIAN ............................................................................ 2
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 3
KESIMPULAN ........................................................................................... 7
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 8
LAMPIRAN ................................................................................................ 10
BIOGRAFI PENULIS ................................................................................ 16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
DAFTAR TABEL
Tabel I. Jumlah Pose dan Median tiap Klaster .................................. 5
Tabel II. Jarak Interaksi Ligan dengan Residu Kantung Ikatan MMP-9
yang Dihasilkan pada tiap Pose............................................ 6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gambar 2D dan Gambar 3D Ligan asli dan ligan referensi . 4
Gambar 2. Histogram jumlah pose tiap klaster ...................................... 4
Gambar 3. Pose ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9 ...... 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Script yang digunakan untuk preparasi ligan CC27 .............. 11
Lampiran 2. Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan CC27 12
Lampiran 3. Script yang digunakan untuk membuat daftar
1000 pose terbaik .................................................................. 13
Lampiran 4. Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb ......... 14
Lampiran 5. Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD ........ 15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
EVALUASI STRUKTUR KRISTAL 4H3X SEBAGAI TARGET VIRTUAL
ENZIM MATRIX METALLOPROTEINASE 9 PADA PENAPISAN
VIRTUAL BERBASIS STRUKTUR
Yolanda Tyas Prameswari
Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, Indonesia
ABSTRAK
Diabetic foot ulcer (DFU) merupakan luka kronis pada kaki yang dialami
oleh para penderita diabetes mellitus (DM) sebagai komplikasi dari DM. Pada DFU,
diketahui aktivitas MMP-9 meningkat sehingga menyebabkan degradasi matriks
ekstraseluler menjadi tidak terkendali. Intervensi terhadap MMP-9 menjadi salah
satu target dalam penemuan obat untuk penyembuhan luka pada DFU karena
terbukti berperan dalam fase penyembuhan luka. Penelitian ini bertujuan untuk
mengevaluasi kapabilitas dan validitas 4H3X yang terkristal pada MMP-9 sehingga
dapat digunakan sebagai target virtual pada penapisan virtual berbasis struktur
berdasarkan kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligand CC27, mengetahui
pose CC27 dalam kantung ikatan MMP-9 dan RMSD yang dihasilkan setelah
dilakukan penambatan ulang. Kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligan
CC27 diuji dengan protokol yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012).
Analisis hasil dilakukan dengan visualisasi dan pengukuran RMSD menggunakan
PyMOL. Dari hasil penelitian ini didapatkan RMSD yang lebih besar secara
statistik dari 2,0 Å dengan taraf kepercayaan 95%, sehingga struktur kristal 4H3X,
tidak dapat digunakan sebagai target virtual berbasis struktur berdasarkan
kemampuan penambatan ulang ko-kristal ligan CC27 dengan menggunakan
perangkat lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita
et al. (2012).
Kata kunci: diabetic foot ulcer, 4H3X, MMP-9, penyembuhan luka, penambatan
ulang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
ABSTRACT
Diabetic foot ulcer (DFU) is a chronic wound occurs in foot of patients
with diabetes mellitus (DM) as a complication of diabetes. In DFU, it is known that
the activity of MMP-9 causing increased degradation of extracellular matrix in an
uncontrolled manner so that delays the wound healing process. This study aimed to
evaluate the capability and validity of 4H3X co-crystalized with MMP-9 can be
used as one of structure based virtual screening on its ability to be re-docked by
ligand CC27, to evaluate the pose of CC27 in the binding site of MMP-9 and its
RMSD. The ability of the CC27 was evaluated using protocols that have been
developed by Anita et al. (2012). Analysis of the results is done using PyMOL and
R statistical software which performing one sample t-test with 95% of confidence
level to determine RMSD should not be greater than 2.0 Å. The results of this study
shows that the crystal structure 4H3X is unsuitable used as the virtual target on
structure based virtual screening based on the ability of re-docking by co-crystal
ligand CC27 using PLANTS 1.2 as molecular docking software and configuration
that have been developed by Anita et al (2012).
Keywords: diabetic foot ulcer, 4WZV, MMP-9, wound healing, re-docking
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
Pendahuluan
Diabetes Mellitus (DM) merupakan penyakit metabolisme yang ditandai dengan
hiperglikemia akibat cacat pada sekresi insulin (America Diabetes Association, 2013). Dari
seluruh kematian akibat DM di dunia, 70 % kematian terjadi di negara-negara berkembang
termasuk Indonesia (World Health Organization, 2014). Salah satu komplikasi DM yang
sering terjadi adalah Diabetic foot ulcer (DFU). Definisi dari DFU adalah luka, atau ulkus,
kronis yang terjadi pada kaki dan sangat berdampak pada kualitas hidup penderita diabetes
(Brownrrig et al., 2012). Prevalensi DFU di Indonesia mencapai 7,3% - 24% dari keseluruhan
penderita diabetes (Yusuf et al., 2016).
Ulkus pada kaki tersebut terjadi akibat gangguan re-epitalisasi pada saat penyembuhan
luka, hal ini dikarenakan aktivitas berlebihan dari matrix metalloproteinase 9 (MMP-9)
(Mohan et al., 2002). MMP-9 termasuk di dalam sub-famili matrix metalloproteinases
(MMPs) yang merupakan protein endopeptidase zinc-dependent yang dapat mendegradasi
semua komponen matriks ekstraseluler (ECM) yang terbentuk pada saat penyembuhan luka
(Lobmann et al., 2002). Peningkatan kadar MMP-9 pada ulkus kronis menunda proses
penyembuhan luka dengan mendegradasi ECM secara tak terkendali. Hal ini menjadi bukti
bahwa MMP-9 berperan dalam DFU (Sam and Krishnan, 2015). Karenanya intervensi enzim
proteolitik menjadi sasaran dalam penemuan obat untuk penyembuhan luka karena terbukti
bahwa protein tersebut berperan dalam fase penyembuhan luka seperti inflamasi dan re-
epitalisasi (Gill and Parks, 2007). Oleh karena itu, dengan penghambatan aktivitas MMP-9
yang berlebihan diharapkan dapat mempercepat proses penyembuhan luka bagi penderita
DFU.
Salah satu cara mengintervensi MMP-9 adalah dengan menginhibisi aktivitas MMP-9.
Syarat ligan untuk menjadi inhibitor MMP-9 adalah memiliki Zinc Binding-Group (ZBG) dan
interaksi non-kovalen antara inhibitor dengan rantai samping enzim, seperti ikatan hidrogen
atau ikatan van der Waals. Tipikal ZBG di antaranya adalah asam karboksilat, asam
hidroksamat, dan gugus sulfihidril. Urutan afinitas terhadap Zn dalam penghambatan MMP-9
adalah hidroksamat > sulfihidril > fosfinat > karboksilat (Hu et al., 2007).
Ligan CC27 (N-2-(biphenyl-4-ylsufonyl)-N-2-(isopropyloxy)-acetohydroxamic acid)
adalah salah satu contoh senyawa hidroksamat yang dapat menghambat aktivitas MMP-9 dan
berhasil dikristalkan menjadi 4H3X dengan nilai resolusi sebesar 1,76 Å (Antoni et al., 2013).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Akan tetapi belum diketahui kemampuan struktur kristal 4H3X sebagai target virtual enzim
MMP-9 pada PVBS sehingga pada penelitian ini dilakukan evaluasi kemampuan penambatan
ulang ligan CC27 terhadap protein MMP-9 menggunakan konfigurasi software PLANTS yang
telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012) untuk mengetahui nilai RMSD (Root Mean
Square Distance) yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å. Selain itu, pada
penelitian ini juga dilakukan visualisasi pose menggunakan perangkat lunak PyMOL untuk
mengetahui pose ligan CC27 di dalam kantung ikatan MMP-9.
Metode Penelitian
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah konfigurasi PLANTS dari Anita et
al. (2012), struktur ko-kristal MMP-9 (4H3X, RCSB), SPORES (Brink and Exner 2009) untuk
menyiapkan senyawa yang akan ditambatkan ke PLANTS 1.2 (Korb et al. 2009), docking
software PLANTS 1.2 untuk melakukan simulasi penambatan ulang molekuler dan didapatkan
skor ChemPLP, PyMOL 1.8.2 untuk menghasilkan gambar molekuler dan menghitung nilai
RMSD, dan R statistical software 3.3.0 untuk analisis statistik. Dan alat yang digunakan
adalah server Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma dengan nomor alamat IP
103.247.10.66 (pharcomp.web.id), Acer One 14 Z1402-38GR dengan spesifikasi: prosesor
Intel Core i3 5005U @2,0GHz, RAM 2,00 GB, 64-bit Operating System, Linux Ubuntu 16.04.
Prosedur
Berdasarkan inspeksi visual pada ko-kristal ligan CC27 pada kantung ikatan MMP-9
dengan menggunakan PyMOL 1.8.2, terdapat dua rantai, A dan B, kemudian dipisahkan dan
hanya diambil rantai A. Kemudian dilakukan preparasi ligan dan protein menggunakan
perangkat lunak SPORES dan menghasilkan luaran ligand.mol2 dan protein.mol2.
Ligand.mol2 diubah menjadi ligand_input.smi kemudian generalisasikan menjadi
ligand_input_babel.mol2 menggunakan Babel. File ligand_input_babel.mol2 direprot
menggunakan SPORES menghasilkan luaran ligand_input.mol2. Hasil luaran dari preparasi
SPORES berupa ligand_input.mol2 ditambatkan dengan protein.mol2 menggunakan
perangkat lunak PLANTS 1.2 (Korb et al. 2007) pada server dengan konfigurasi yang
mengacu pada Anita et al. (2012). Setiap kali penambatan (1 run) dilakukan lima kali iterasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
penambatan molekuler. Luaran dari setiap run adalah lima pose berupa skor ChemPLP yang
kemudian diambil satu pose dengan nilai ChemPLP terbaik. Dilakukan 1000 kali run sehingga
diperoleh data 1000 pose terbaik dari masing masing run.
Seribu pose terbaik dari masing-masing run berupa file .mol2, file ligand_input.mol2
dan ligand.mol2 dikonversi menggunakan Babel menjadi file .pdb dan dihilangkan atom
hidrogen. Lalu dilakukan penyesuaian koordinat atom-atom pada ligand_input.pdb dengan
koordinat atom-atom pada ligand.pdb. Nama file ligand_input.pdb diubah menjadi ref.pdb.
Selanjutnya hasil penambatan berupa 1000 pose dengan skor ChemPLP terbaik dihitung nilai
RMSD menggunakan perangkat lunak PyMOL 1.8.2. Perhitungan antara ref.pdb dengan file
1000 pose .pdb. Kemudian dilakukan pengelompokan pose sesuai hasil RMSD, dari setiap
klaster diambil pose dengan nilai median untuk kemudian divisualisasikan. Visualisasi pose
dilakukan untuk melihat interaksi antara ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9.
Perangkat lunak PyMOL 1.8.2 digunakan untuk memvisualisasikan interaksi ligan referensi,
pose median masing-masing klaster dengan residu pada kantung ikatan MMP-9. Data nilai
RMSD yang didapat melalui perangkat lunak PyMOL 1.8.2 diuji statistik dengan metode one
sample t-test untuk mengetahui RMSD yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å
menggunakan R statistical software 3.3.0. Apabila nilai RMSD tidak lebih besar dari 2,0 Å,
maka ko-kristal ligan CC27 dapat diterima sebagai target virtual MMP-9.
Hasil dan Pembahasan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kapabilitas dan validitas kristal
4H3X sebagai target virtual enzim MMP-9 pada penapisan virtual berbasis struktur
menggunakan konfigurasi PLANTS yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Faktor
yang menentukan ligan dan protein dapat diterima sebagai protokol penapisan virtual berbasis
struktur apabila dapat menghasilkan mode ikatan yang reprodusibel (Verdonk et al., 2004).
Perangkat lunak SPORES menghasilkan luaran berupa ligand_10B306_0.mol2,
protein.mol2, dan water.mol2. Ligand_10B306_0.mol2 kemudian diubah dan di-generate3D
menjadi ligan_input.mol2 yang selanjutnya ditambatkan dengan protein.mol2 menggunakan
perangkat lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita et al.
(2012). Sebelum dilakukan perhitungan RMSD dilakukan penyesuaian koordinat atom antara
ligan asli (ligand_10B306_0.pdb) dengan ligan referensi (ligand_input.pdb) (Gambar 1).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
Gambar 1. (a) Gambar 2D dan (b) Gambar 3D Ligan asli dan ligan referensi
Hasil data RMSD dari seribu pose terbaik dibagi menjadi 2 klaster, klaster pertama
dengan nilai RMSD lebih kecil dari atau sama dengan 2,0 Å dan klaster kedua dengan nilai
RMSD lebih besar dari 2,0 Å. Nilai RMSD terendah dari seribu pose terbaik tersebut adalah
1,156 Å dan nilai tertinggi 4,523 Å. Sebaran nilai RMSD masing-masing klaster ditampilkan
dalam sebuah histogram (Gambar 2). Kemudian dari masing-masing klaster dipilih satu pose
pada median sebagai pose representatif yang digunakan untuk visualisasi pose dengan
perangkat lunak PyMOL 1.8.2 (Tabel 1).
Gambar 2. Histogram jumlah pose setiap klaster
222
778
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
≤2.0 >2.0
Jum
lah
Po
se
Nilai RMSD
a. b.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Tabel I. Jumlah Pose dan Median setiap Klaster
Klaster 1 Klaster 2
Jumlah Pose 222 778
Median 1,560 Å
(pose ke 152)
4,270 Å
(pose ke 109)
Hasil visualisasi menggambarkan interaksi ligan CC27 dengan residu yang terdapat di
kantung ikatan MMP-9. Pose yang divisualisasikan yaitu pose ligan referensi (Ref), median
klaster pertama (K1), median klaster kedua (K2) dengan residu pada kantung ikatan MMP-9.
Ligan referensi ditunjukkan oleh struktur berwana grey. Ligan K1 ditunjukkan oleh struktur
berwana magenta. Ligan K2 ditunjukkan oleh struktur berwana oranye. Interaksi ligan dengan
residu pada kantung ikatan ditunjukkan garis putus-putus berwarna hitam (Gambar 3).
Gambar 3. Pose ligan dengan residu pada kantung ikatan MMP-9 (a. Interaksi ligan referensi di dalam kantung
ikatan MMP-9; b. Interaksi ligan K1 di dalam kantung ikatan MMP-9; c. Interaksi ligan K2 di dalam kantung
ikatan MMP-9)
a.
c.
b.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Tabel II. Jarak Interaksi Ligan dengan Residu Kantung Ikatan MMP-9 yang Dihasilkan pada setiap Pose
Ref K1 K2
Glu227-OH 2,5 Å - -
Ala 189-CO 3,0 Å - -
Leu 188-NH 2,7 Å 2,5 Å -
Zn2+ 2,0 Å 2,5 Å -
Protokol penapisan virtual berbasis struktur bisa diterima apabila menghasilkan nilai
RMSD ≤ 2,0 Å sebanyak 95% (Marcou and Rognan, 2007). Berdasarkan nilai RMSD hasil
dari penambatan ulang, struktur kristal 4H3X tidak dapat diterima sebagai target PVBS karena
tidak dapat menghasilkan nilai RMSD ≤ 2,0 Å sebanyak 95% atau lebih. Hasil analisis
berdasarkan konfigurasi PLANTS yang dikembangkan oleh Anita et al. (2012), menunjukan
bahwa dari seribu kali penambatan ulang dengan lima kali iterasi didapatkan sebanyak 222
pose yang memiliki nilai RMSD lebih kecil dari atau sama dengan 2,0 Å (22,2%) dan 778
pose memiliki RMSD lebih besar dari 2,0 Å (77,8%).
Dari hasil visualisasi terlihat bahwa terdapat beberapa ikatan penting yang berupa ikatan
hidrogen dan ikatan kompleks antara ligan dengan protein MMP-9. Pada visualisasi antara ref
dan protein, terdapat 4 ikatan penting yaitu ikatan hidrogen dengan GLU227, LEU188,
ALA189 dan ikatan kompleks dengan Zn2+. Pada visualisasi antara K1 dan protein, ikatan
dengan GLU227 dan ALA189 tidak ada. Pada visualisasi K2 dan protein, tidak terdapat satu
pun ikatan penting. Hal ini mungkin terjadi karena lebih kuatnya ikatan hidrogen antara O
pada ligan dengan residu TYR245 selain itu terjadi pula sedikit pergeseran cincin bifenil
akibat interaksi elektrostatik antara cincin aromatik dari bifenil dengan residu HIS226 (kation
dan cincin aromatis) dan TYR245 (edge to face).
Uji statistik one sample t-test dilakukan pada seribu data RMSD dari hasil run untuk
mengetahui RMSD yang dihasilkan seharusnya tidak lebih besar dari 2,0 Å menggunakan R
statistical software 3.3.0. Nilai p-value yang dihasilkan sebesar 2,2 x 10-16 sehingga dapat
disimpulkan bahwa RMSD dari 1000 pose hasil penambatan ulang lebih besar secara statistik
dari 2,0 Å dalam taraf kepercayaan 95%.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Kesimpulan
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa RMSD yang didapatkan setelah
dilakukan penambatan ulang oleh ligan CC27 lebih besar dari 2,0 Å sehingga dapat
disimpulkan bahwa struktur kristal 4H3X tidak sesuai sebagai target virtual enzim MMP-9
berdasarkan kemampuan penambatan ulang ligan CC27 dengan menggunakan perangkat
lunak PLANTS 1.2 dan konfigurasi yang telah dikembangkan oleh Anita et al. (2012). Saran
untuk penelitian ini adalah perlu dilakukan modifikasi konfigurasi PLANTS oleh Anita et al.
(2012) untuk mempertahankan interaksi penting yang teridentifikasi pada penelitian ini.
.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
DAFTAR PUSTAKA
American Diabetes Association, 2013. Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus.
Diabetes Care, 36 (Suppl. 1), 57-74.
Anita, Y., Radifar, M., Kardono, L.B.S., Hanafi, M., and Istyastono, E.P., 2013. Structure-
Based Design of Eugenol Analogs as Potential Estrogen Receptor Antagonists.
Bioinformation, 8 (19), 901-906.
Antoni, C., Vera, L., Devel, L., Catalani, M.P., Czarny, B., Lajeunesse, E.C., Nuti, E.,
Rossello, A., Dive, V., and Stura, E. A., 2013. Crystallization of Bi-Functional Ligand
Protein Complexes. Journals of Structural Biology, 182, 246-254.
Brownrrig, J.R.W., Davey,J., Holt, P.J., Davis, W.A., Thompson, M.M., Ray, K.K., and
Hinchliffe, R.J., 2012. The association of ulceration of the foot with cardiovascular and
all-cause mortality in patients with diabetes: a meta-analysis. Diabetologia, 55, 2906-
2912.
Gill, S.E. and W.C. Parks, 2008. Metalloproteinases and their inhibitors: regulators of wound
healing. International Journal Biochemistry Cell Biology, 40(6), 1334-1347.
Guariguata, L., Whiting, D.R., Hambleton, I., Beagley, J., Linnekamp, U. and Shaw J.E.,
2014. Global Estimates of Diabetes Prevalence for 2013 and Projections for 2035.
Diabetes Research and Clinical Practice, 103, 137-149.
Hamed, S., Bennett, C.L., Demiot, C., Ullmann, Y., Teot, L., and Desmoulière, A.,
Erythropoietin, 2014. A Novel Repurposed Drug: An Innovative Treatment for Wound
Healing in Patients with Diabetes Mellitus. Wound Repair and Regeneration, 22, 23-33.
Holt, R. I. G. Cockram, C., Flyvbjerg, A., and Goldstein, B. J., 2010. Textbook of Diabetes 4th
edition. Oxford: Willey Blackwell. pp. 427-430, 599, 615-620, 729.
Hu, J., Van den Steen, P.E., Sang, Q-X.A., and Opdenakker, G., 2007. Matrix
metalloproteinase inhibitors as therapy for inflammatory and vascular diseases. Nature
Reviews Drug Discovery, 6(6), 480-498.
Ince, P., Game, F.L, and Jeffcoate, W.J., 2007. Rate of Healing of Neuropathic Ulcers of the
Foot in Diabetes and Its Relationship to Ulcer Duration and Ulcer Area. Diabetes Care,
30 (3), 660-663.
Kontogiorgis, C.A., Papaioannou, P., and Hadjipavlou-Litina, D.J., 2005. Matrix
metalloproteinase inhibitors: a review on pharmacophore mapping and (Q) SARs results.
Current Medicinal Chemistry, 12(3), 339-355.
Korb, O., Stutzle T., and Exner, T.E., 2007. An ant colony optimization approach to flexible
protein-ligand docking. Swarm Intelligence, 1, 115-134.
Korb, O., Stutzle, T., and Exner, T.E., 2009. Empirical Scoring Function for Advanced
Protein-ligand Docking with PLANTS, Journal of Chemical Information and Modeling,
49 (1), 84-98.
Kroemer, R.T., 2007. Structure-based drug design: docking and scoring. Current Protein and
Peptide Science, 8 (4), 312–328.
Lobmann, R., Ambrosch, A., Schultz, G., Waldmann, K., Schiweck, S., and Lehnert, H., 2002.
Expression of Matrix-Metalloproteinases and Their Inhibitors in The Wounds of
Diabetic and Non-Diabetic Patients. Diabetologia, 45, 1011-1016.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Marcou, G., and Rognan, D., 2007. Optimizing fragment and scaffold docking by use of
molecular interaction fingerprints. Journal of Chemical Information and Modeling, 47
(1), 195–207.
Mohan, R., Chintala, S. K., Jung, J. C., Villar, W. V. L., McCabe, F., Russo, L. A., Lee, Y.,
McCarthy, B. E., Wollenberg, K. R., Jester, J. V., Wang, M., Welgus, H. G., Shipley, J.
M., Senior, R. M., and Fini, M. E., 2002. Matrix Metalloproteinase Gelatinase B (MMP-
9) Coordinates and Effects Epithelial Regeneration. The Journals of Biological
Chemistry, 277, 2065-2072.
McLennan, S.V., Min, D., and Yue, D.K., 2008. Matrix Metalloproteinases and Their Roles in
Poor Wound Healing in Diabetes. Wound Practice and Research, 16 (3), 116-121.
R Development Core Team, 2013. R: A Language and Environment for Statistical Computing.
R foundation for Statistical Computing, Vienna.
Radifar, M., Yuniarti, N., and Istyastono, E.P., 2013. PyPLIF- Assisted Redocking
Indomethacin-(R)-Alpha-Ethyl-Ethanolamide into Cyclooxygnase-1. Indonesian
Journal of Chemistry, 3, 283-286.
Radifar, M., Yuniarti, N., and Istyastono, E.P., 2013. PyPLIF: Python-based Protein-Ligand
Interaction Fingerprinting. Bioinfomation, 9 (6), 325-328.
Sam, J.S., and Khrisnan, B., 2015. Study on matrix metalloproteinases in diabetic foot ulcer
disease. Journal of Biomedical Pharmaceutical Research, 4(3), 546-553.
Shaw, J.E., Sicree, R.A. and Zimmet, P.Z., 2010. Global Estimates of the Prevalence of
diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Research and Clinical Practice, 87, 4-14.
Singh, N., Armstrong, D. G., and Lipsky, B. A., 2005. Preventing Foot Ulcers in Patients with
Diabetes. American Medical Association, 293(2), 217-228.
Singh, S., Pai, D.R., and Yuhhui, C., 2013. Diabetic foot ulcer–diagnosis and management.
Clinical Research on Foot and Ankle, 1(120), 1-9.
Schaper, N. C., 2004. Diabetic foot ulcer classification system for research purposes: a
progress report on criteria for including patients in research studies. Diabetes
Metabolism Research and Review, 20(1), 90–95.
Sousa, S. F., Ribeiro, A. J. M., Coimbra, J. T. S., Neves, R. P. P., Martins, S. A., Moorthy, N.
S. H. N., Fernandes, P. A., and Ramos, M. J., 2013. Protein-Ligand Docking in the New
Millennium – A Retrospective Of 10 Years in the Field, Current Medicinal Chemistry,
20, 2296 – 2314.
Yusuf, S., Okuwa, M., Irwan, M., Rassa, S., Laitung, B., Thalib, A., Kasim, S., Sanada, H.,
Nakatani1, T., and Sugama, J., 2016. Prevalence and Risk Factor of Diabetic Foot
Ulcers in a Regional Hospital, Eastern Indonesia. Open Journal of Nursing, 6, 1-10.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Lampiran 1. Script yang digunakan untuk preparasi ligan CC27
> wget https://files.rcsb.org/download/4H3X.pdb.gz
> gunzip 4H3X.pdb.gz
> 4H3X.pdb grep “ A “
> /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode splitpdb
4H3X.pdb
> /home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2 --mode bind
ligand_N7301_0.mol2 5 protein.mol2
> cp
/home/enade/program/master_ER/Bioinformation_Anita2012_ER-
ANT/validated/WAT/VS/plants.config .
> grep -EV bindingsite_plants.config | grep -Ev water >
plants.config.tmp
> cat plants.config.tmp bindingsite.def > plants.config
> mv ligand.mol2 ligand_input.mol2
> babel -imol2 ligand_input.mol2 -osmi ligand_input.smi
> babel --gen3d -ismi ligand_input.smi -omol2
ligand_input_babel.mol2
> /home/enade/program/PLANTS/SPORES1.3 --mode reprot
ligand_input_babel.mol2 ligand_input.mol2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Lampiran 2. Script yang digunakan untuk penambatan ulang ligan CC27
File plants.config # scoring function and search settings
scoring_function chemplp
search_speed speed2
# input
protein_file protein.mol2
ligand_file ligand_input.mol2
# output
output_dir results
# write single mol2 files (e.g., for RMSD calculation)
write_multi_mol2 0
# cluster algorithm
cluster_structures 50
cluster_rmsd 1.0
# binding site definition
bindingsite_center 10.4757 7.3076 8.8246
bindingsite_radius 11.5332
File file.sh #!/bin/sh
alias plants='/home/enade/program/PLANTS/PLANTS1.2'
mkdir /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru
mkdir /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9
cd /home/yolandatyas/pilot/dokingbaru/
for i in $(seq 1 100);
do mkdir
/home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i
cd /home/yolandatyas/pilot/dockingbaru/mmp9/replikasi_$i/
for j in $(seq 1 5);
do mkdir dock_$j
cd dock_$j/
cp /home/yolandatyas/pilot/plants.config .
cp /home/yolandatyas/pilot/protein.mol2 .
cp /home/yolandatyas/pilot/ligand_input.mol2 .
plants --mode screen plants.config
rm plants.config protein.mol2 ligand_input.mol2
cd ../
done
cd ../../
done
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Lampiran 3. Script yang digunakan untuk membuat daftar 1000 pose terbaik
> for j in $(seq 1 1000);
do for i in $(seq 1 5);
do echo "$i `cat
/home/yolandatyasp/skripsi/datadocking1000/mmp9/replikasi_
$j/dock_$i/results/bestranking.csv`,$i";
done | grep -Ev TOTAL_SCORE | sort -t, -k2n | head -1 |
awk -F, '{print $12}';
done > best1000.lst
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Lampiran 4. Script untuk menyalin 1000 pose terbaik menjadi pdb
> best1000=($(cat best1000.lst ))
> n=${#best1000[@]}
> for ((j=0; j<=$n; j++)); do
echo"cp/home/yolandatyasp/skripsi/datadocking1000/mmp9/rep
likasi_$[j+1]/dock_${best1000[$j]}/results/4H3X_ligand_0_e
ntry_00001_conf_01.mol2
replikasi_$[j+1].${best1000[$j]}.mol2";
done > copy1000.sh
> chmod u+x copy1000.sh
> ./copy1000.sh
> babel -d -imol2 *.mol2-opdb../best/bestpdb/replikasi_*.pdb
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Lampiran 5. Script yang digunakan untuk menghitung nilai RMSD
> mkdir rmsd.pilot
> cd rmsd.pilot
> ls ../best/bestpdb/ | grep replikasi | sort -t_ -k2,2n
> hasil.pdb.all
> cp ../best/bestpdb/ligand_ref.pdb ref.pdb
> gedit all.rmsd.sh &
#!/bin/sh
for i in $(cat hasil.pdb.all);
do
cp ../best/bestpdb/$i res.pdb
pymol -c rmsd.pml | grep RMS | awk '{print $4}' >
$i.rmsd
done
rm res.pdb
> gedit rmsd.pml &
load ref.pdb
load res.pdb
rms_cur ref,res
quit
> chmod u+x all.rmsd.sh
> ./all.rmsd.sh
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done
(menampilkan 1000 rmsd)
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done |
sort -n
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done |
awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}'
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done |
awk '{if ($1 <= 2.0) print $0}' | wc -l
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done >
rmsdhistoori.csv
> for i in $(cat hasil.pdb.all); do cat $i.rmsd; done |
sort -n > rmsdhisto.csv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
BIOGRAFI PENULIS
Penulis skripsi berjudul “Evaluasi Struktur Kristal 4H3X sebagai
Target Virtual Enzim Matrix Metalloproteinase 9 pada Penapisan
Virtual Berbasis Struktur” bernama Yolanda Tyas Prameswari. Lahir di
Magelang pada tanggal 2 Maret 1997 dari pasangan Y. Sustya Budi dan
Yovita Suprapti sebagai anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis
menempuh pendidikan formal yang dimulai dari TK Pangudi Luhur
Muntilan (2000-2002), SD Pangudi Luhur St. Ignatius Muntilan (2002-
2008), SMP N 1 Muntilan (2008-2010), SMA Pangudi Luhur van Lith
Muntilan (2010-2013). Penulis melanjutkan pendidikan strata satu di Fakultas Farmasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam masa kuliah penulis aktif dalam kegiatan Pharmacy Performance (2014,2015),
Pharmacy Road to School (2014,2015), dan Komisi Pemilihan Umum Fakultas Farmasi
(2014). Penulis juga merupakan anggota tim Media Farmasi (2014,2015). Kegiatan lainnya
yang pernah diikuti penulis adalah Seminar Nasional “Herbal Medicine as Alternative and
Complementary Treatment for Patients” (2015) dan Talkshow Junalistik dan Fotografi
Fakultas Farmasi USD (2014,2015)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI