Vol. 7 No. 4 · 242 Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 7 No. 4 Juli 2015 Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif

iiiJurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Jurnal Farmasi Indonesia adalah jurnal ilmiah resmi Ikatan Apoteker Indonesia. Isi Jurnal mencakup semua aspek dalam ilmu pengetahuan dan teknologi kefarmasian antara lain farmakologi, farmakognosi, fitokimia, farmasetika, kimia farmasi, biologi molekuler, bioteknologi, farmasi klinik, farmasi komunitas, farmasi pendidikan, dan lain-lain.

Jurnal mengundang makalah ilmiah dari teman sejawat, baik apoteker maupun bukan apoteker yang isinya dapat memacu kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang kefarmasian dan bidang-bidang lain yang berkaitan. Makalah dapat berupa laporan hasil penelitian atau telaah pustaka (critical review).

Jurnal Farmasi Indonesia dapat diperoleh di Sekretariat PP IAI atau Redaksi Jurnal Farmasi Indonesia

Dipersembahkan Untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Kefarmasian

di Indonesia

Terbit sejak 1 Januari 2002

Terakreditasi SK Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor : 212/P/2014

Diterbitkan oleh Pengurus Pusat

Ikatan Apoteker Indonesia

Terbit 2 kali setahun pada bulan Januari dan Juli

ISSN: 1412-1107© Copyright 2015 Ikatan Apoteker Indonesia

Gambar cover oleh: Erna Sinaga dan Ramli BadrudinPrinting : PT ISFI Penerbitan

Gambar cover: Daun Pegagan (Centella asiatica L.)

Harga Berlangganan:Rp. 200.000,- per tahun (2 Nomor)

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015iv

Pemimpin Umum/Penanggung Jawab

Drs. Nurul Falah Edy Pariang, Apt.

Ketua Dewan EditorProf. Dr. Ernawati Sinaga, MS, Apt.

Editor PelaksanaDr. Christina Avanti, MSi, Apt.

Anggota Dewan EditorProf. Dr. Shirly Kumala, MBiomed, Apt.

Prof. Dr. Eddy Meiyanto, Apt.Prof. Dr. Daryono Hadi Tjahjono, MSc, Apt.

Pharm. Dr. Joshita Djajadisastra, MS, PhD, Apt.Dr. Umi Athijah, MS, Apt.Dr. Arry Yanuar, MSi, Apt.

Raymond R. Tjandrawinata, PhD, MS, MBA.

Manajer AdministrasiDra. Chusun Hamli, MKes, Apt.

Manajer SirkulasiDrs. Azwar Daris, MKes, Apt.

Sekretaris RedaksiRamli Badrudin

Siti Kusnul Khotimah, S.Sos.

Alamat Redaksi/PenerbitJl. Wijayakusuma No.17 Tomang - Jakarta Barat

Telepon/Fax 021- 56943842

E-mail:[email protected]

[email protected]

online submission website: jfionline.org

Tim Redaksi

vJurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

Daftar Isi

195 - 202

203 - 209

210 - 215

216 - 222

223 - 227

228 - 232

233-241

242 - 251

252 - 257

Chemical Constituents and Antibacterial Activities of Leaves of Sumatran King Fern (Angiopteris evecta G. Forst HOFFM.)

Vivi Anggia, Amri Bakhtiar, and Dayar Arbain

Isolasi dan Karakterisasi Asam Asiatat dari Ekstrak Etanol Herba Pegagan (Centella Asiatica. (L.) Urban)

Ida Musfiroh, Tresna Nursyamsiah, Entris Sutrisna, Ahmad Muhtadi, Rahmana E. Kartasasmita dan Slamet Ibrahim

Aktivitas Antelmintik Ekstrak Air Daun Puguntano Curanga fel-terrae (Lour.) Merr.

Popi Patilaya dan Dadang Irfan Husori

Uji Aktivitas Antidiabetes Ekstrak Etanol dari Akar dan Batang Tumbuhan Sekunyit (Fibraurea Tinctoria Lour)

Rahayu Utami, Nofri Hendri Sandi, Syilfia Hasti dan Sutri Delvia

Perbandingan Efek Antipiretik antara Ibuprofen dengan Campuran Ibuprofen dan Kafein

Dian Ayu Juwita, Deni Noviza, dan Erizal

Ekspresi dan Kadar GABA pada Palatum Sekunder Mencit Prenatal dengan Paparan Diazepam di Periode Organogenesis

Rika Yulia, Kuntoro, Heru Santoso , dan Win Darmanto

Sintesis Sorbent Ekstraksi Fase Padat dengan Teknik Molecular Imprinting dengan Monomer Akrilamid untuk Ekstraksi Glibenklamid

dari Serum DarahAliya Nur Hasanah, Rahmana Emran Kartasasmita, dan Slamet Ibrahim

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif

Farida Suhud

Efek Kronis Minuman Berenergi pada GinjalSuharjono, Zamrotul Izzah, Mareta Rindang A., Aniek Setya B., dan

Mahardian Rahmadi

Indeks

Petunjuk bagi Penulis

Guidelines for Authors

Administrator

Highlight

Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015242

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif

Farida Suhud

ABSTRACT: This study deals with designing and molecular docking of a no vel lead compound 1-benzoyl-3-benzylurea and the substituted com-pounds as antiproliferative agents. The objective of this study was predict-ing a more potent antiproliferative agent. In order to achieve the goal, the in-silico activity againts 1-UWH receptor was calculated by Molegro Virtual Docker 5 and compared with hydroxyurea as reference compound. The result showed that all lead and substituted compounds of 1-benzyl-3-benzoylurea were more potent than hydroxyurea. Therefore, it is re-commended that all lead and substituted compounds of 1-benzyl-3-ben-zoylurea be synthesized and analyzed further as antiproliferative agents.

Keywords: 1-benzoyl-3-benzylurea, molecular docking, antiproliferative agents

ABSTRAK: Studi ini dilakukan terkait dengan rancangan dan penambatan molekul senyawa baru 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi se-bagai antiproliferatif, dengan tujuan untuk memperoleh agen antiprolifera-tif yang lebih poten. Untuk mencapai tujuan tersebut, uji aktivitas in-silico terhadap reseptor 1-UWH dihitung dengan Molegro Virtual Docker 5 dan hidroksiurea digunakan sebagai pembanding. Dari hasil pengujian didapat-kan bahwa semua senyawa 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi lebih poten dibandingkan hidroksiurea. Oleh sebab itu direkomendasikan agar dilakukan sintesis dan pengujian lebih lanjut dari semua senyawa 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi sebagai agen-agen antipro-liferatif.

Kata kunci: 1-benzil-3-benzoilurea, penambatan molekul, agen-agen anti -proliferatif

Artikel Penelitian

Korespondensi: Farida SuhudEmail: [email protected]

Departemen Kimia Farmasi, Fakultas Farmasi Universitas Surabaya

243Jurnal Farmasi Indonesia ■ Vol. 7 No. 4 ■ Juli 2015

PENDAHULUAN

Penemuan suatu obat baru merupakan proses yang panjang dan mahal. Diperkirakan penemuan senyawa obat baru sampai uji klinik membutuh-kan waktu lebih dari 14 tahun. Rentang waktu ini lebih singkat dibanding penemuan obat baru di masa lalu yang menghabiskan waktu sampai puluhan bahkan ratusan tahun. Rentang wak-tu tersebut dipercepat karena teknologi yang berkembang saat ini. Teknologi yang dikembang-kan adalah CADD (Computer Aided Drug Design) yang mendorong pengembangan obat berdasar-kan informasi obat dan penyakit yang sudah ada (Structure Base Drug Design dan Ligand Base Drug Design), dikombinasikan dengan masu-kan dari berbagai disiplin ilmu yang menunjang. Teknologi ini menggunakan model matematika dan alat simulasi berdasarkan evaluasi resiko potensial keamanan obat dan rancangan eksperi-mental dari percobaan-percobaan baru (1).

Obat adalah molekul kecil organik yang me ng-aktivasi atau menghambat fungsi dari resep-tor sehingga menimbulkan efek terapetik pada pasien. Secara mendasar rancangan obat baru melibatkan rancangan molekul kecil yang kom-plementer dalam bentuk dan muatan terhadap target reseptor tempat obat tersebut berinteraksi dan terikat. CADD, alat komputasi dan software digunakan untuk simulasi interaksi obat dan re-septor. Kemajuan pesat di bidang ini memper-mudah pencarian data struktur protein target. CADD digunakan untuk identifikasi calon obat aktif, memilih senyawa induk, optimasi senyawa induk (misalnya modifikasi struktur senyawa ak-tif bio logis dengan meningkatkan sifat-sifat kimia fisika, farmasetika, farmakokinetika).

Ada 2 pendekatan dalam CADD, yaitu Struc-ture Base Drug Design dan Ligand Base Drug De-sign. Rancangan dan skrining obat berdasarkan struktur (Structure Base Drug Design) diperun-tukkan bagi reseptor yang sudah diketahui se-bagai tempat interaksi Obat-Reseptor. Rancangan dan skrining obat berdasarkan Ligand (Ligand Base Drug Design) diperuntukkan reseptor yang

belum diketahui. Jadi di sini dasarnya kesesuaian senyawa calon obat dengan ligand tertentu yang sudah diketahui bekerja pada reseptor tertentu. Model ligand-reseptor tertentu ini yang dipakai sebagai acuan untuk mengamati interaksi calon obat-reseptor secara komputasi (1).

Pada dekade terakhir ini, teknik yang tersedia untuk rancangan obat yang rasional semakin ber-variasi dan terpercaya. Teknik komputasi yang dapat menganalisis hubungan struktur kimia, sifat-sifat kimia fisika dan aktivitas biologis se-makin berkembang, tersedia bermacam jenis perangkat lunak yang dapat digunakan sebagai alat untuk memperpendek jalur penemuan obat baru. Salah satu metode yang digunakan dalam proses penapisan adalah menggunakan penca-rian berbasis struktur yaitu dengan penambatan molekuler atau molecular docking (2).

Molecular docking atau penambatan molekul adalah prosedur komputasional yang digunakan untuk memahami dan memprediksi rekognisi molekuler yang menggambarkan interaksi an-tara molekul obat sebagai ligan dengan resep-tor. Proses komputasi akan mencari ligan yang menunjukkan kecocokan geometris dan kecoco-kan energi (memprediksi afinitas ikatan). Metode yang menggunakan proses penambatan moleku-ler yang akurat dapat memberikan keuntu ngan dalam memangkas waktu, energi, serta biaya yang dibutuhkan dibandingkan metode konven-sional. Dengan molecular docking dapat diketa-hui gambaran aktivitas senyawa tanpa perlu melakukan sintesis senyawa terlebih dahulu (3).

Keberadaan database adalah syarat utama dalam perancangan obat berbasis komputer. Da-tabase merupakan kumpulan data yang diatur sedemikian rupa untuk memudahkan penggu-nanya. Database dalam bioinformatika meliputi data sekuen DNA atau protein yang diperoleh melalui percobaan laboratorium yang kemudian disimpan dalam berkas komputer. Setiap ber-kas sekuen berisi informasi mengenai asal orga-nisme, sekuens, dan nomor akses yang digunakan untuk mengidentifikasi sekuens tersebut. Selain struktur sekuens, makromolekul seperti DNA,

Farida Suhud


RNA, dan protein juga dapat dipresentasikan dalam berbagai format yang umum dalam bentuk struktur tiga dimensinya yaitu format PDB (pro-tein data bank) (3).

Kanker merupakan salah satu penyakit tidak menular yang telah menjadi masalah kesehatan di dunia, termasuk di Indonesia. Pengobatan kanker dapat dilakukan dengan pembedahan, ra-dioterapi dan kemoterapi sistemik. Pengobatan kanker dengan kemoterapi, menggunakan obat anti kanker yang dapat membunuh atau meng-hambat pertumbuhan sel kanker dengan peng-hambatan pada bermacam mekanisme saat sel kanker melakukan pembelahan. Obat-obatan dalam kemoterapi berdasar mekanisme aksi dapat dikelompokkan menjadi obat-obat plati-num, senyawa pengalkilasi, anti metabolit, anti mikrotubula, anti tumor antibiotik dan kelompok lain-lain. Kelompok lain-lain seperti pengham-bat-penghambat kinase: 4-aminokuinazolin, ok-sindol, urea-urea, 2-fenilaminopirimidin, produk-produk alam dan analognya seperti flavonoid, staurosporin, structural analogues of ATP like roscovitine (selisiklib); penghambat-penghambat transduksi sinyal dan hormon (4,5).

Hidroksiurea telah digunakan selama bebera-pa dekade dan masih bernilai untuk pengobatan beberapa macam kanker. Senyawa ini larut dalam air yang tersebar merata melalui cairan tubuh (6). Penghambat RNR (Ribonucleotide reductase) yang terbaik adalah hidroksiurea, yang akan di-absorbsi setelah pemberian oral dan ditranspor-tasi ke dalam sel-sel serta menginaktivasi enzim RNR dengan cara mengikat radikal tirosil pada sisi aktif RNR. Penelitian turunan urea sebagai antikanker telah banyak dilakukan, baik yang ter-kait mekanisme kerja, jenis kultur sel, jenis resep-tor yang berperan serta jenis uji yang dilakukan. Aktivitas terkait mekanisme kerja, antara lain se-bagai penghambat polimerisasi mikrotubula, fos-forilasi bcl-2 dan menginduksi apoptosis pada sel tumor, antiangiogenik, antitumor, senyawa peng-alkilasi, dan antiproliferatif. Jenis kultur sel yang digunakan juga bervariasi, antara lain kultur sel kanker payudara MCF-7, kultur sel kanker paru

A549, kultur sel kanker payudara MDA-MB-231, kultur sel kanker HEPG2 dan HCT-116, kultur sel melanoma A357P, kultur sel melanoma NCI8, kultur sel kanker manusia T-sel leukemia (Jurkat J6), dan mielogenus leukemia (K562). Jenis re-septor yang berperan terkait aktivitas antara lain reseptor tirosin kinase VEGFR-2 dan PDGFR-β, re septor IGF-IR, reseptor tirosin kinase KDR, dan re sep tor PTKs (Protein Kinases) yaitu RAF (Ra-pidly Accelerated Fibrosarcoma) (7,15).

Dari berbagai penelitian turunan urea di atas diperoleh informasi bahwa gugus yang berpe-ran (farmakofor) terhadap aktivitas antikanker adalah gugus urea. Lokwani dkk. (12) dan Lu dkk. (16) menegaskan benzilurea adalah farma-kofor kunci untuk aktivitas hambatan sel tumor. Demikian juga El Shawy dkk. (10) menyatakan benzyl moeity berperan dalam aktivitas antipro-liferatif terhadap kultur sel kanker MCF7.

Berdasar data penelitian Li dkk. (15) diketa-hui bahwa aktivitas antiproliferatif dari 24 tu-runan urea 1,3-disubstitusi terhadap kultur sel tumor manusia KB dan K562 dengan teknik ko-lorimetrik MTT (Microculture Tetrazolium Salt) menunjukkan aktivitas antiproliferatif mening-kat bila disubstitusi dengan cincin aromatik pada N-3, sedang substituen OH pada cincin fenil akan menurunkan aktivitas. Lokwani dkk. (12) melakukan studi prediksi ADMET dan HKSA se-bagai metoda penyaringan untuk rancangan tu-runan benzilurea sebagai antikanker. Senyawa 1-(2,4-dimetilfenil)-3,3-dimetil-1-(2-nitrobenzil)urea menunjukkan aktivitas anti proliferatif pada 100 μg/mL terhadap kultur sel kanker manusia T-sel leukemia (Jurkat J6), mielogenus leukemia (K562), dan kanker payudara (MCF-7) dibanding-kan dengan senyawa standar 5-flurourasil. Har-djono (17) telah mensubstitusikan gugus benzoil dengan substituen bervariasi pada hidroksiurea, dengan maksud meningkatkan sifat lipofilik dan elektroniknya, menghasilkan 1-(benzoiloksi)urea senyawa sitotoksik yang lebih aktif diban-ding senyawa induk hidroksiurea. Struktur be-berapa senyawa yang sudah diteliti dan terbukti menunjukkan aktivitas antikanker, serta senyawa

Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk


1-benzil-3-benzoilurea tersubstitusi yang akan diteliti dapat dilihat pada Gambar 1.

Atas dasar penelitian yang sudah dilaku-kan, selanjutnya akan dilakukan pengembang-an turunan urea yang lain , yaitu senyawa baru 1-benzil-3-benzoilurea, sebagai senyawa induk. Senyawa mengandung gugus benzilurea sebagai farmakofor untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi senyawa antikanker yang lebih poten. Gugus benzilurea dan berperan dalam aktivitas antiproliferatif sehingga modifikasi selanjutnya tidak pada gugus ini melainkan pada gugus ben-zoil melalui pendekatan sifat kimia fisika dengan substituen yang bervariasi. Substituen yang dipi-lih R= 2-Cl, 3-Cl, 4-Cl, 2,4-diCl, 3,4-diCl, 4-Br, 4-F, 4-CF3, 4-NO2, 4-OCH3, 4-CH3, 4-t-butil.

Modifikasi yang dilakukan pada 1-benzil-3-benzoilurea sejalan dengan penelitian terda-hulu. Pengembangan obat berbasis rancangan obat adalah usaha untuk mengembangkan obat yang telah ada, yang sudah diketahui struktur

molekul dan aktivitas biologisnya, atas dasar pe-nalaran sistematik dan rasional, didukung oleh pendekatan teoritis terkait. Diawali dari senyawa hidroksiurea yang sudah digunakan beberapa dekade, namun mempunyai sifat hidrofilik, de-ngan nilai Clog P -1,8 , dan larut dalam air. Pada pH cairan tubuh 7,4 maka bentuk ion persen-tasenya sangat tinggi, yang menjadi alasan un-tuk dikembangkan lebih lanjut, sehingga perlu dilakukan usaha untuk mengurangi sifat hidro-filiknya. Lokwani dkk. (12) membuktikan pening-katan lipofilik pada senyawa turunan benzilurea memberikan aktivitas antiproliferatif pada 100 μg/ml.

Dalam penelitian ini modifikasi struktur yang dilakukan sebagai usaha meningkatkan aktivi-tas antikanker senyawa 1-benzil-3-benzoilurea adalah meningkatkan sifat lipofilik dengan me-masukkan gugus non polar, seperti gugus alkil dan aril. Untuk meningkatkan sifat elektronik dapat dilakukan dengan memasukkan substituen

Gambar 1. Struktur benzilurea, turunan urea 1,3-disubstitusi, 1-(benzoiloksi)urea, 1-(2,4-dimetilfenil)-3,3-dimetil-1-(2-nitro-benzil)urea, 1-(4-(3-amino-1H-indazol-4-il)fenil)-3-(2-fluoro-5(trifluoro-metil)fenil)urea,dan 1-benzil-3-benzoilurea tersubstitusi

Benzilurea

Turunan urea 1,3-‐disubstitusi Li dkk , 2009

1-‐(Benzoiloksi)urea Hardjono, 2012

N

NH

H2N

HN NH

OF

CF3

1-‐(4-‐(3-‐amino-‐1H-‐indazol-‐4-‐il)fenil)-‐ 3-‐(2-‐fluoro-‐

5(trifluorometil)fenil)urea Wu dkk, 2012

1-(2,4-Dimetilfenil)-3,3-dimetil-1(2-nitrobenzil)urea

Lokwani dkk, 2011

1-‐Benzil-‐3-‐benzoilurea tersubstitusi R= 2-‐Cl, 3-‐Cl, 4-‐Cl, 2,4-‐diCl, 3,4-‐diCl, 4-‐Br, 4-‐F, 4-‐CF3, 4-‐NO2, 4-‐OCH3 4-‐CH3, 4-‐t-‐butil

Farida Suhud


yang mengandung atom yang bersifat elektro-negatif, seperti gugus nitro atau halogen pada berbagai posisi. Pemasukan substituen dalam usaha meningkatkan sifat lipofilik dan elektronik di atas dapat pula mempengaruhi sifat sterik se-nyawa. Perubahan sifat kimia fisika akibat pema-sukan substituen tersebut akan mempengaruhi aktivitas biologis senyawa.

Prediksi interaksi gugus farmakofor dengan reseptor diamati dengan uji in silico, sehingga dapat diprediksi aktivitas senyawa hasil ranca-ngan. Aktivitas ditunjukkan dengan harga energi ikatan senyawa dengan reseptor, yang dinyatakan dalam nilai Rerank Score. Makin kecil harga ener-gi ikatan menunjukkan ikatan yang dihasilkan makin stabil, sehingga diprediksi aktivitasnya se-makin besar (18).

Uji in silico adalah istilah untuk percobaan atau uji melalui simulasi yang dilakukan deng-an media komputer. Uji in silico dilakukan deng-an melakukan penambatan molekul (molecular docking) calon obat dengan reseptor terpilih. Molecular docking dilakukan untuk menyelaras-kan molekul calon obat (ligan = molekul kecil) ke dalam reseptor (biomakromolekul) yang meru-pakan molekul besar protein, dengan memper-hatikan sifat keduanya (19). Reseptor yang di-pilih untuk molecular docking senyawa turunan 1-benzil-3-benzoilurea adalah Protein Kinases atas dasar penelitian Li dkk. (15).

Dari penelusuran pustaka Protein Data Bank berdasarkan kemiripan struktur dengan senyawa yang sudah diidentifikasi, 1-benzil-3-benzoilurea sesuai untuk berinteraksi dengan reseptor PTKs

(Protein Kinases) yaitu RAF (Rapidly Accelerated Fibrosarcoma) kinases dengan kode 1 UWH dan berperan sebagai inhibitor. PTKs saat ini sangat intensif diinvestigasi, karena perannya dalam jalur transduksi sinyal proliferatif pada sel-sel mamalia. Banyak reseptor-reseptor faktor per-tumbuhan trans membran melalui aktivitas ini-siasi PTKs intraselular, selanjutnya ikatan ekster-nal dari faktor pertumbuhan akan menjadi tahap pertama jalur transduksi sinyal seluler yang meng atur mitogenesis dan proliferasi sel.

Hasil uji aktivitas in silico senyawa induk 1-benzil-3-benzoilurea dan senyawa-2 tersubsti-tusi diharapkan lebih tinggi dibanding hidroksi-urea sebagai pembanding.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan teknologi kom-putasi dikenal dengan terminologi in silico meru-pakan analog in vivo dan in vitro dan dikenal sebagai penapisan virtual. Penambatan mole-kul terhadap struktur senyawa 1-benzil-3-ben-zoilurea induk dan tersubstitusi dengan meng-gunakan komputer Fujitsu, Core i5, RAM 4 MB dengan Program Molegro 5.5, ChemBioDraw 11. Hasil modifikasi berupa nilai parameter docking berupa rerank score, Hbond, dan nilai RMSD/root mean square deviation. Namun pada penelitian ini parameter utama docking yaitu nilai rerank score karena rerank score merupakan skor ener-gi setelah dilakukan ranking kembali, deng an memperhitungkan faktor RMSD dan ikatan kimia

Penambatan molekul

1UWH sebagai reseptor

1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi ,

hidroksiurea sebagai ligan

Aktivitas sitotoksik secara teoritis sebagai

antiproliferatif

Gambar 2. Disain penelitian uji in silico 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi



(sterik, van der Waals, ikatan hidrogen, elek-tro statik) antara ligan dan protein; dan E-intra (torsi, sp2-sp2, ikatan hidrogen, van der Waals, elektrostatik) dari ligan. Sebagai pembanding un-tuk uji aktivitas adalah hidroksiurea yang sudah terbukti sebagai antikanker.

Uji in silico terhadap 1-benzil-3-benzoil-urea induk dan tersubstitusi ditentukan deng-an cara melakukan penambatan molekul/mo-lecular docking senyawa tersebut pada reseptor PTKs yang digambarkan dengan molekul 1-UWH (Gambar 2).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada rancangan senyawa induk baru 1-benzil-3-benzoilurea, substituen dipilih atas pertimbang-an sifat lipofilik, elektronik dan sterik yang ber-pengaruh pada hubungan kuantitatif struktur dan aktivitas. Selanjutnya juga dilihat pengaruh posisi dan jumlah substituen. Atom Cl mempunyai nilai π dan σ positif, interpretasi yang sederhana adalah peningkatan aktivitas disebabkan oleh peningka-

tan sifat lipofilik dan elektronik, dilakukan sub-stitusi pada 2-Cl, 3-Cl dan 4-Cl. Selanjutnya masih meningkatkan kedua sifat tersebut, yaitu dengan rancangan 3,4 dikloro dan 2,4-dikloro.

Pilihan berikutnya pada substituen 4-Br, 4-F, 4-CF3 yang mempunyai nilai (+) π besar dan ni-lai (+) σ sedang . Substituen 4-NO2 mempunyai (-) π sedang nilai (+) σ besar. Substituen 4-OCH3

mempunyai nilai (-) π kecil dan nilai (-) σ cukup besar. Substituen 4-CH3, 4-t-butil, mempunyai ni-lai (+) π besar dan (-) σ sedang. Substituen yang bervariasi ini akan diamati pengaruh masing-masing terhadap aktivitas .

Modifikasi struktur akan mengubah sifat kimia fisika yang berdampak pada aktvitas bio-logis senyawa tersebut. Hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (log 1/C) suatu turunan senyawa dapat dinyatakan secara kuantitatif me-lalui parameter-parameter sifat kimia fisika dari subtituen yaitu parameter lipofilik (π), elektro-nik (σ) dan sterik (Es). Suatu senyawa obat un-tuk dapat memberikan aktivitas harus mampu me nembus membran biologis dan mencapai jaringan target dalam jumlah yang cukup un-

No. Nama Senyawa Glu 500 Asp 593

1 Hidroksiurea + + 2 1-benzil-3-benzoilurea (+Thr528) + + 3 1-Benzil-3-(2-Cl- benzoil)urea + + 4 1-Benzil-3-(3-Cl- benzoil) urea + + 5 1-Benzil-3-(4-Cl-benzoil)urea + + 6 1-Benzil-3-(2,4-di-Cl-benzoil)urea + + 7 1-Benzil-3-(3,4-di-Cl-benzoil)urea + + 8 1-Benzil-3-(4-Br-benzoil)urea + + 9 1-Benzil-3-(4-F-benzoil)urea + +

10 1-Benzil-3-(4-CF3-benzoil)urea + + 11 1-Benzil-3-(4-NO2-benzoil)urea + + 12 1-Benzil-3-(4-OCH3-benzoil)urea + + 13 1-Benzil-3-(4-CH3-benzoil)urea + + 14 1-Benzil-3-(4-t-butil-benzoil)urea + +

Tabel 1. Asam amino yang terlibat pada interaksi dengan ikatan hydrogen antara hidroksiurea, 1-benzil 3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH

Farida Suhud


tuk menimbulkan aktivitas. Parameter lipofilik merupakan parameter sifat kimia fisika yang pa-ling berperan dalam proses distribusi. Sifat elek-tronik terkait dengan proses interaksi obat resep-tor dan juga mempengaruhi proses penembusan membran biologis. Parameter lainnya yaitu sterik

berkaitan dengan sifat meruah gugus-gugus dan efek gugus pada kontak obat dengan sisi reseptor yang berikatan.

Hasil uji in silico untuk melihat jenis dan jumlah asam amino yang membentuk interaksi ikatan hidrogen dan interaksi sterik antara hi-

Senyawa No.

Glu 500

Asp 593

Ile 591

Leu 504

Phe 594

Thr 528

Gly 592

His 573

Ile 526

Lys 482

Leu 513

Ile 512

Leu 566

1 +2 - - + - - - - - - - - - 2 +4 +2 - + +4 + - - - - - - - 3 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +3 - +3 - - - - 4 - - - + - + - - +3 +4 + - - 5 +2 +2 + + - + +3 - +3 +4 - + - 6 +2 +2 +3 +2 - + +4 - +3 +2 - - - 7 +2 +3 +3 + - +2 +4 - +3 +3 + +2 - 8 + +2 + + - + +3 - +3 +5 - + - 9 + +3 +2 + - + +3 - +3 +5 - - -

10 +2 +3 +4 + - + +3 - +3 +3 - +3 + 11 +9 + - +2 - +5 - - - - +3 - - 12 +2 + - + - + +3 - +3 +4 - +2 - 13 + +2 - + - + +3 - +3 +5 - - - 14 +2 + +4 + - + +2 - +3 +2 +2 + +

Tabel 2. Asam amino yang terlibat pada interaksi sterik antara Hidroksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH

No. Nama senyawa Rerank score (RS)

1 Hidroksiurea - 25,5530 2 1-Benzil-3-benzoilurea - 90,5615 3 1-Benzil-3-(2-Cl- benzoil)urea - 93,7751 4 1-Benzil-3-(3-Cl- benzoil) urea - 103,311 5 1-Benzil-3-(4-Cl-benzoil)urea - 97,7315 6 1-Benzil-3-(2,4-di-Cl-benzoil)urea - 84,1568 7 1-Benzil-3-(3,4-di-Cl-benzoil)urea - 97,3751 8 1-Benzil-3-(4-Br-benzoil)urea - 94,5985 9 1-Benzil-3-(4-F-benzoil)urea - 98,9417

10 1-Benzil-3-(4-CF3-benzoil)urea - 104,995 11 1-Benzil-3-(4-NO2-benzoil)urea - 108,019 12 1-Benzil-3-(4-OCH3-benzoil)urea - 82,8686 13 1-Benzil-3-(4-CH3-benzoil)urea - 97,8016 14 1-Benzil-3-(4-t-butil-benzoil)urea - 77,7803

Tabel 3. Nilai rerank score pada interaksi hidroksiurea,1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi de-ngan 1-UWH



droksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH disajikan pada Ta-bel 1 dan Tabel 2. Gambaran interaksi ikatan hi-drogen dan interaksi sterik antara hidroksiurea, 1-benzil-3-benzoilurea induk dan tersubstitusi dengan 1-UWH disajikan pada Gambar 3 dan 4, sedangkan besarnya energi ikatan yang ditunjuk-kan oleh nilai rerank score (RS) disajikan pada Tabel 3.

Pada Tabel 1, baik senyawa pembanding, se-nyawa induk dan senyawa tersubstitusi berinter-aksi melalui ikatan hidrogen dengan pola yang sama dari gugus farmakofor yang sama dengan asam amino Glu 500 dan Asp 593. Senyawa induk juga berikatan dengan Thr 528.

Dari Tabel 2 terlihat bahwa senyawa in-duk dan tersubstitusi mengikat asam ami-no yang relatif sama. Hal ini menunjukkan kesamaan pola interaksi dan gugus farma-kofor, yang berarti perbedaan substituen di atas tidak menyebabkan perbedaan pola in-teraksinya dengan reseptor 1-UWH, namun ada perbedaan pada jumlah interaksi yang terjadi. Dibandingkan dengan hidroksiurea yang hanya berinteraksi dengan 2 macam asam amino, maka senyawa hasil rancangan obat berinteraksi dengan 5- 10 macam asam amino, dapat diprediksi aktivitasnya juga lebih tinggi.

Gambar 3. Asam amino yang terlibat pada interaksi dengan ikatan hidrogen antara hidroksiurea (a) , 1-ben-zil-3-benzoilurea induk (b) dengan 1-UWH

Gambar 4. Asam amino yang terlibat pada interaksi sterik antara hidroksiurea (a), 1-benzil-3-benzoilurea induk (b) dengan 1-UWH

(a) (b)

(a) (b)

Farida Suhud


Rerank Score dari senyawa induk 1-benzil-3-benzoilurea dan tersubstitusi pada reseptor 1-UWH, semuanya menunjukkan nilai yang lebih kecil dibanding hidroksiurea sebagai pemban-ding. Aktivitas ditunjukkan dengan harga energi ikatan senyawa dengan reseptor, yang dinyatakan dalam nilai Rerank Score. Makin kecil harga ener-gi ikatan menunjukkan ikatan yang dihasilkan makin stabil, sehingga diprediksi senyawa hasil rancangan aktivitasnya lebih tinggi dibanding hi-droksiurea (Hincliffe, 2008).

Berdasarkan Rerank Score yang diperoleh dan jenis serta jumlah interaksi obat reseptor yang terjadi maka senyawa hasil rancangan sangat di-rekomendasikan untuk disintesis lebih lanjut se-bagai agen-agen antiproliferatif.

KESIMPULAN

Semua senyawa hasil rancangan baik senyawa induk 1-benzil-3-benzoilurea maupun senyawa tersubstitusi hasil uji in-silico mempunyai akti-vitas antiproliferatif lebih tinggi dibanding hi-droksiurea.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada yang terhormat Prof. Dr. Siswandono, Apt., MS dan Prof. Dr. Tutuk Budiati, Apt., MS, Fakultas Farmasi Universitas Airlangga dan Universitas Surabaya, atas semua bimbingan dan dukungan selama studi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Aparoy P, Reddt KK, Reddana P. Structure and Ligand Based Drug Design Strategies in the Development of Novel 5-LOX Inhibitors. Curr Med Chem 2012; 19(22): 3763-3778.

2. Meng XY, Zhang HX, Mezei M, Cui M. Molecular Docking: A powerful approach for structure-based drug discovery. Curr Compt Aided Drug Des 2011; 7(2): 146-157.

3. Yanuar A. Penambatan Molekuler Praktek dan Aplikasi pada Virtual Screening. Fakultas Farmasi Universitas Indonesia. Depok. 2012.

4. Flemming A. Anticancer drugs. Finding the perfect combination. Nature Reviews Drug Discovery 2015; 14: doi:10.1038/nrd4524.

5. Nusbaumer S, Bonnabry P, Veuthey J, Fleury-Souverain S. Analysis of anticancer drugs: A review. Talanta 2011; 85: 2265-2289.

6. Saban N, Bujak M. Hydroxyurea and hydroxamic acid derivatives as antitumor drugs. Cancer Chemother Pharmacol 2009; 64: 213-221.

7. Fortin S, Moreau E, Patenaude A, Desjardins M, Lacroix J, Rousseau JLC and Gaudreault R-C. 2007. N-Phenyl-N’-(2-chloroethyl)ureas (CEU) as potential

anti neoplastic agents. Part 2: Role of ω-hydroxyl group in the covalent binding to β-tubulin. Bioorg & Med Chem 2007; 15: 1430-1438.

8. Gable .L, Maddux BA, Penaranda C, Zavodovskaya M, Campbell MJ, Lobo M, Robinson L., Schow S, Kerner JA, Goldfine ID, and Youngren JF. 2006. Diarylureas are small molecule inhibitors of insulin-like growth factor receptor signaling and breast cancer cell growth. Mol Cancer Ther 2006; 5(4): 1079-1086.

9. Choi WK, El-Gamal MI, Choi HS, Baek,D, Oh CH. 2011. New diarylureas and diarylamides containing 1,3,4-triarylpyrazole scaffold: Synthesis, antiproliferative evaluation against melanoma cell lines, ERK kinase inhibition, and molecular docking studies. Eur J Med Chem 2011; 46: 5754-5762.

10. El-Sawy E, Mandour A, Mahmoud K, Islam IE, Salem HMA. 2012. Synthesis antimicrobial and anticancer activities of some new N-ethyl, N-benzyl and N-benzoyl-3-indolyl heterocycles. Acta Pharm 2012; 62: 157-179.

11. Song DQ, Du NN, Wang YE, He WY, Jiang EZ, Cheng SX, Wang YX, Li YH, Wang YP, Li X, Jiang JD. Synthesis and activity evaluation of phenylurea



as potent antitumor agents. Bioorg & Med. Chem 2009; 17: 3873-3878.

12. Lokwani D, Bhandari S, Pujar R, Shastri P, Shelke G, Pawar V. Use of Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) and ADMET prediction studies as screening methods for design of benzylurea derivatives for anti-cancer activity. J Enzyme Inhib Med Chem 2011; 26(3): 319-331.

13. Wu X, Wu S, Chen WH. 2012. Molecular docking and 3D-QSAR study on 4-(1H-indazol-4-yl)phenylamino and aminopyrazolopyridine urea derivativesas kinase insert domain receptor (KDR) inhibitors. J Mo. Model 2012; 18:1207-1218.

14. Garafalo A, Goossens L, Six P, Lemoine A, Ravez S, Farce A, Depreux P. Impact of aryloxy-linked quinazolines: A novel series of selective VEGFR-2 receptor tyrosine kinase inhibitors. Bioorg & Med Chem Lett 2011; 21: 2106-2112.

15. Li HQ, Zhu TT, Yan T, Luo Y, Zhu HL. Design, synthesis, and structure-activity relationships of antiproliferative 1,3-disubstituted urea deriva-tives. Eur J Med Chem 2009, 44: 453-459.

16. Lu CS, Tang K, Li Y, Jin B, Yen DL, Ma C, Che XG, Huang HH, 2013. Synthesis and in vitro antitumor activities of novel benzylurea analogues of sorafenib. Acta Pharmaceutica Sinica 2013; 48(5): 709-717.

17. Hardjono S. Modifikasi struktur 1-(benzoiloksi)urea dan Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Sitotoksiknya. Disertasi Program Doktor Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya. 2012.

18. Hinchliffe A. Molecular Modelling for Beginners. 2nd ed. Oxford: John Willey & Sons Ltd, pp 81-93. 2008.

19. Jensen F. Introduction to Computational Chemistry. 2nd ed. John Willey & Sons Ltd, pp 415-416. 2007.

Farida Suhud

Documents

Vol. 7 No. 4 · 242 Jurnal Farmasi Indonesia Vol. 7 No. 4 Juli 2015 Uji Aktivitas In-silico Senyawa Baru 1-Benzil-3-benzoilurea Induk dan Tersubstitusi sebagai Agen Antiproliferatif