iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“TOKSISITAS SENYAWA ANTOSIANIN (SIANIDIN DAN PEONIDIN

SECARA IN SILICO” tepat pada waktunya.

Penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari dukungan, saran, dan bimbingan

dari berbagai pihak. Maka dari itu, pada kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si., selaku Dekan Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.

2. Ni Made Pitri Susanti, S.Farm., M.Si., Apt. selaku Ketua Jurusan Farmasi

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana

serta selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian dan

kesabaran telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran

selama penyusunan skripsi ini.

4. Ni Kadek Warditiani, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku dosen pembimbing II

yang telah memberikan motivasi, semangat, bimbingan, dan saran selama

penyusunan skripsi ini.

5. Seluruh dosen dan staf pegawai di Jurusan Farmasi Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana yang telah mendukung

penulis selama penyusunan skripsi ini.

iv

6. Kedua orang tua penulis, Drs. Putu Pujana dan Dra. Ni Made Suwendri,

M.Si, serta saudara penulis, Gede Wahyu Widnyana, S.T. dan Made Widya

Wibawa, S.S., terima kasih atas segala dukungan, doa, dan semangat yang

telah diberikan baik moral maupun material dalam penyusunan skripsi ini.

7. Teman-teman seperjuangan Analisis: Irma, Rio, Uut, Icik, Sintia, Sucen,

Dewi, dan Dyah yang telah ada dalam suka dan duka, telah membantu serta

saling mendukung dalam penyusunan skripsi ini.

8. Rekan-rekan GGF’13/Bebangkaan 13/Piranha 13: Agus, Ajik, Angga, Cok

Arys, Prima, Rio, Gungde, Wiracana, Wisnu, Lova, Ina, Jay, dan Rama

yang telah membagi canda tawa dan dukungan dalam penyusunan skripsi

ini.

9. Keluarga besar angkatan 2013, Tredecim Paracelcius yang telah banyak

membantu dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi ini.

10. Made Irma Widiastari yang selalu menemani, memberikan masukan,

semangat dan motivasi selama penyusunan skripsi ini.

11. Semua pihak yang terlibat dan telah membantu penulis dalam penyusunan

skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna.

Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang

bersifat membangun sehingga dapat menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga

skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan.

Bukit Jimbaran, Mei 2017

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... v

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................... vii

DAFTAR ISTILAH ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xii

ABSTRAK ......................................................................................................... xiii

ABSTRACT ....................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................... 4

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Antosianin ................................................................................ 5

2.2 Aktivitas Antosianin ................................................................ 7

2.3 Toksisitas Antosianin ............................................................... 11

vi

2.4 Uji Toksisitas In Silico ............................................................. 12

2.4.1 Toxtree ............................................................................ 13

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian ............................................................... 15

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ................................................... 15

3.3 Bahan Penelitian ....................................................................... 15

3.4 Alat Penelitian .......................................................................... 16

3.5 Prosedur Penelitian ................................................................... 16

3.5.1 Uji Toksisitas Senyawa Antosianin (Sianidin dan

Peonidin) dengan Software Toxtree ................................ 16

3.5.2 Analisis Data ................................................................... 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Uji Toksisitas Senyawa Antosianin (Sianidin dan Peonidin)

dengan Software Toxtree .......................................................... 18

4.2 Analisis Data ............................................................................ 19

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 21

5.2 Saran ......................................................................................... 21

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 22

LAMPIRAN ....................................................................................................... 26

vii

DAFTAR SINGKATAN

2D : dua dimensi

CDK : cyclin-dependent kinase

DPPH : α-diphenyl-β-picrylhydrazyl

HMG-CoA : 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl coenzyme A

HRBC : human red blood cells

iAGH : immobilized α-glucosidase

IC50 : inhibitor concentration 50%

IFN γ : Interferon-gamma

IL-1β : Interleukin-1 beta

IκK : Inhibitor of kappa B kinase

JAK1 : Jamus kinase 1

JAK2 : Jamus kinase 2

Ki : inhibition constant

LDL : low density lipoprotein

mg/kgBB : miligram per kilogram berat badan

SOD : superoxide dismutase

TNF-α : Tumor necrosis factor-alpha

viii

DAFTAR ISTILAH

Afinitas : Kecenderungan suatu senyawa untuk membentuk

ikatan kimia dengan senyawa lain.

Aglikon : Komponen non gula dari suatu glikosida.

Antioksidan : Senyawa atau zat yang dapat menghambat, menunda,

mencegah, atau memperlambat reaksi oksidasi.

Asetilasi : Penggantian gugus hidrogen dan gugus hidroksil

dengan gugus asetil.

Diabetes tipe II : Penyakit gangguan metabolik yang ditandai oleh

kenaikan gula darah akibat sekresi insulin oleh sel

beta pankreas atau gangguan fungsi insulin (resistensi

insulin).

Docking molecular : Metode yang dapat memprediksi interaksi antara

protein dengan ligan secara molekuler.

Hepatoprotektif : Kemampuan melindungi sel sekaligus memperbaiki

jaringan hati yang rusak akibat pengaruh zat toksik.

Hiperlipidemia : Abnormalitas yang terjadi pada komponen lemak

plasma dapat berupa peningkatan kadar kolesterol,

trigliserida, LDL atau penurunan HDL.

Genotoksik : Mampu merusak materi genetik seperti DNA

sehingga menyebabkan mutasi atau kanker.

In silico : Pemodelan virtual menggunakan komputer.

ix

In vitro : Penelitian yang tidak menggunakan organisme hidup

yang utuh, melainkan menggunakan media kultur

dalam kondisi terkontrol.

In vivo : Penelitian yang menggunakan keseluruhan organisme

hidup sebagai subjek.

Inflamasi : Reaksi kekebalan tubuh terhadap terjadinya kerusakan

jaringan, cedera, trauma, ataupun infeksi yang

melibatkan berbagai macam mediator.

Iritasi : Suatu kondisi pada kulit dan selaput lendir yang

mengalami rangsangan akibat kontak berkepanjangan

dengan iritan sehingga dapat menimbulkan proses

radang.

Korosif : Senyawa yang dapat mengikis jaringan organ secara

kimia atau secara peradangan.

Lesi : Kerusakan jaringan pada tubuh.

Monoasilasi : Penggantian atom hidrogen pada senyawa organik

dengan satu gugus asil.

Mutagenisitas : Kemampuan suatu zat kimia untuk menyebabkan

perubahan genetika secara permanen.

Toksisitas : Tingkat merusaknya suatu zat jika dipaparkan

terhadap organisme atau kemampuan suatu zat untuk

meracuni tubuh.

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Toksisitas Senyawa Antosianin (Sianidin dan

Peonidin) dengan Software Toxtree ......................................... 19

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Molekul Antosianidin ..................................................... 6

Gambar 3.1 Struktur 2D Senyawa Antosianin (Sianidin dan Peonidin) .......... 16

Gambar 4.1 Struktur Ion Flavilium dari Antosianidin ...................................... 19

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Skema Umum Penelitian .............................................................. 26

Lampiran 2. Skema Pengujian Toksisitas dengan Software Toxtree ................ 27

xiii

ABSTRAK

Senyawa antosianin (sianidin dan peonidin) memiliki berbagai aktivitas baik

secara in vitro, in vivo, dan in silico, diantaranya: antioksidan, antihiperlipidemia,

antikanker, dan antidiabetes. Pengujian toksisitas perlu dilakukan untuk

menentukan potensi bahaya dari senyawa uji yang mungkin dihasilkan. Penelitian

ini dilakukan untuk mengetahui toksisitas antosianin (sianidin dan peonidin)

secara in silico dengan menggunakan software Toxtree v2.6.13.

Pengujian toksisitas secara in silico dengan software Toxtree menggunakan

struktur 2D sianidin dan peonidin dengan parameter uji, yaitu: Skin

Irritation/Corrosion dan Eye Irritation and Corrosion. Analisis data selanjutnya

dilakukan secara deskriptif terhadap hasil dari parameter toksisitas yang diujikan.

Hasil penelitian terhadap toksisitas senyawa antosianin (sianidin dan

peonidin) secara in silico dengan software Toxtree menunjukkan bahwa sianidin

dan peonidin tidak berpotensi menyebabkan iritasi atau korosi pada kulit

sedangkan pada mata tidak berpotensi menimbulkan luka bakar atau luka bakar

yang parah.

Kata kunci: antosianin, sianidin, peonidin, toksisitas, in silico.

xiv

ABSTRACT

Anthocyanin compounds (cyanidin and peonidin) have many in vitro, in

vivo, and in silico activities, including: antioxidant, antihyperlipidemic,

anticancer, and antidiabetic. Toxicity testing is necessary to determine the

potential hazards may result from a test substance. This study was conducted to

determine the toxicity of anthocyanin compounds (cyanidin and peonidin) by in

silico using Toxtree v2.6.13 software.

The in silico toxicity testing with Toxtree software used 2D structure of

cyanidin and peonidin with the testing parameters, i.e: Skin Irritation/Corrosion

and Eye Irritation and Corrosion. Data analysis were conducted descriptively on

the result of tested toxicity parameters.

Results of toxicity of anthocyanin compounds (cyanidin and peonidin)

showed that cyanidin and peonidin are not potentially cause skin irritate or

corrode, while in eyes are not potentially cause burn or severe burn.

Keywords : anthocyanin, cyanidin, peonidin, toxicity, in silico.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Senyawa antosianin merupakan salah satu dari golongan flavonoid yang

terdapat pada tumbuhan dengan ciri memberikan warna terang seperti jingga,

merah, dan biru (Winarti, 2008). Antosianin dalam makanan digunakan sebagai

pewarna makanan, sebagai bahan makanan, dan sebagai suplemen untuk diet

(Shipp and Abdel-Aal, 2010). Goulas et al. (2012) mengatakan bahwa terdapat

enam jenis antosianidin yang umum ditemukan pada tanaman tingkat tinggi,

yaitu: pelargonidin, peonidin, sianidin, malvidin, petunidin, dan delvinidin.

Banyak tanaman yang mengandung antosianin. Salah satunya adalah tanaman ubi

ungu (Ipomoea batatas L.).

Antosianin dalam tanaman ubi ungu (Ipomoea batatas L.) diketahui

memiliki aktivitas sebagai antioksidan, anti-inflamasi, antikarsinogenik, antiulser,

hepatoprotektif, dan hipourisemia (Shipp and Abdel-Aal, 2010; Montilla et al.,

2011; Jiao et al., 2012; Kang et al., 2014; Margaret et al., 2013; Zhang et al.,

2015). Jiao et al. (2012) mengatakan bahwa kandungan terbesar antosianidin

dalam akar ubi ungu (Ipomoea batatas L.) adalah jenis sianidin dan peonidin.

Secara in vitro dan in vivo, sianidin dan peonidin memiliki beberapa

aktivitas. Sianidin-3-glukosida dan peonidin-3-glukosida dari tanaman Oryza

sativa L. secara in vitro dan in vivo memiliki aktivitas antikanker, dimana paling

sensitif terhadap sel HS578T. Sianidin-3-glukosida dan peonidin-3-glukosida juga

2

menginduksi aktivasi caspase-3, kondensasi kromatin, dan kematian sel. Secara in

vivo, sianidin-3-glukosida dan peonidin-3-glukosida mampu menghambat

pertumbuhan sel Lewis lung carcinoma (Chen et al., 2005). Matsui et al. (2001),

melakukan uji aktivitas inhibisi α-glukosidase dari pelargonidin, sianidin, dan

peonidin-3-sophorosida-5-glukosida dari tanaman Pharbitis nil dan Ipomoea

batatas. Antosianin terasilasi menunjukkan inhibisi maltase yang kuat dengan

nilai IC50<200 μM.

Secara in silico, Sui et al. (2015) telah melakukan uji terhadap empat

antosianin, meliputi: sianidin-3-glukosida, sianidin-3,5-glukosida, sianidin-3-

rutinosida, dan peonidin-3-glukosida terhadap porcine pancreatic α-amylase.

Diketahui bahwa sianidin-3-glukosida memiliki aktivitas hambatan paling tinggi

sehingga berpotensi sebagai antidiabetes tipe II.

Peonidin telah diketahui memiliki aktivitas antioksidan melalui mekanisme

induksi enzim superoxide dismutase (SOD) secara in silico (Laksmiani et al.,

2016). Paramita (2016), mengatakan berdasarkan uji in silico aglikon sianidin dan

peonidin mampu memproteksi sel beta pankreas karena mampu berikatan dengan

protein IL-1β, TNF-α, IFN γ, IκK, JAK1, JAK2, dan Caspase 3. Susanti et al.

(2017), mengatakan bahwa secara in silico antosianin terasetilasi memiliki potensi

sebagai inhibitor HMG-CoA reductase dalam mekanismenya sebagai

antihiperlipidemia melalui ikatan hidrogen pada asam amino 1156 LYS, 684 SER,

590 ARG, 692 LYS, 981 GLY, dan 982 CYS.

Pengetahuan mengenai toksisitas suatu senyawa dalam upaya

pengembangan obat baru sangat diperlukan. Uji toksisitas penting dilakukan

3

dalam skrining obat baru yang dikembangkan sebelum digunakan pada manusia.

Uji toksisitas merupakan penentuan potensi bahaya dari senyawa uji yang

mungkin dihasilkan (Arome and Chinedu, 2013).

Pengujian toksisitas dapat dilakukan secara in silico tanpa menggunakan

hewan coba, sehingga uji toksisitas dapat dilakukan dengan lebih cepat, hemat,

dan efisien dalam memprediksi toksisitas dari suatu senyawa (Raunio, 2011).

Metode in silico dikembangkan untuk memprediksi toksisitas suatu senyawa

berdasarkan hubungan matematika antara sifat fisikokimia dan aktivitas

biologisnya termasuk efek toksisitasnya. Banyak software yang dapat digunakan

untuk memprediksi toksisitas menggunakan model algoritma dan database yang

berbeda, yang memungkinkan untuk mendapatkan hasil prediksi yang berbeda

pula (Damayanti et al., 2015). Toxtree merupakan salah satu software yang dapat

digunakan untuk prediksi toksisitas suatu senyawa. Uji toksisitas dengan software

Toxtree dapat memprediksi potensi iritasi atau korosi pada kulit dan mata

(Ruswanto, 2014). Pada penelitian ini akan dilakukan uji toksisitas senyawa

antosianin sianidin dan peonidin secara in silico dengan menggunakan software

Toxtree.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana toksisitas antosianin (sianidin dan peonidin) secara in silico

dengan menggunakan software Toxtree?

4

1.3 Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui toksisitas antosianin (sianidin dan peonidin) secara in

silico dengan menggunakan software Toxtree.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi toksisitas dari

senyawa antosianin (sianidin dan peonidin) secara in silico sehingga dapat

digunakan sebagai acuan dalam upaya pengembangan obat tradisional yang

bermutu, aman, berkhasiat, dan teruji secara ilmiah.