Analisis Mekanisme Interaksi Senyawa Turunan Ftalosianin terhadap Reseptor HasAp pada Pseudomonas aeruginosa dengan Metode In Silico
Abstract
Abstract. The prevalence of infectious diseases is still quite high despite increasing treatment and prevention of infectious diseases. The purpose of this research is to compare the mechanisms of Fe-Pc and Ga-Pc to the HasAp receptors on the Pseudomonas aeruginosa bacteria performed using the docking molecular method. The docking results are evaluated from gibbs-free energy (ΔGbind), inhibition constant (KI), and ligands interaction with amino acid residues formed between Fe-Pc and Ga-Pc with HasAp. The lower value of gibbs-free energy (ΔGbind) and inhibition constant (KI) between Fe-Pc and Ga-Pc with HasAp, it shows the better level of stability between ligands and receptors. The results showed Fe-Pc mechanism in inhibiting growth of Pseudomonas aeruginosa bacteria in the heme system is better than Ga-Pc because it has a lower value ΔGbind and KI, and there is a metal bond on the Fe metal in the binding site with amino acid residues HIS32 and TYR75. The results showed that Fe-Pc can be used as a reference structure of phthalocyanine (Pc) for the development of PDT-based antimicrobial therapy (Photodynamics therapy)
Keywords: Infectious disease, photodynamic therapy, phthalocyanine, molecular docking
Abstrak. Prevalensi penyakit infeksi masih cukup tinggi meskipun terapi pengobatan dan pencegahan terhadap peyakit infeksi semakin berkembang. Tujuan penelitian ini untuk membandingkan mekanisme dari Fe-Pc dan Ga-Pc terhadap reseptor HasAp pada bakteri Pseudomonas aeruginosa yang dilakukan dengan menggunakan metode molekular docking. Hasil docking dinilai dari energi bebas gibbs (ΔGbind), konstanta inhibisi (KI), dan interaksi ligan dengan residu asam amino yang terbentuk antara Fe-Pc dan Ga-Pc dengan HasAp. Semakin rendah nilai energi bebas gibbs (ΔGbind) dan konstanta inhibisi (KI) antara Fe-Pc dan Ga-Pc dengan HasAp, maka menunjukan tingkat kestabilan semakin baik antara ligan dan reseptor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mekanisme Fe-Pc dalam menghambat pertumbuhan bakteri Pseudomonas aeruginosa pada sistem heme lebih baik dibandingkan Ga-Pc karena memiliki nilai ΔGbind dan KI lebih kecil, dan terdapat ikatan logam pada logam Fe di binding site dengan residu asam amino HIS32 dan TYR75. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa Fe-Pc dapat digunakan sebagai struktur acuan dari ftalosianin (Pc) untuk pengembangan terapi antimikroba berbasis PDT (terapi fotodinamika)
Kata kunci: Penyakit infeksi, terapi fotodinamik, ftalosianin, molekular docking
Keywords
Full Text:
PDFReferences
Chen, Z., Li, H. L., Zhang, Q. J., Bao, X. G., Yu, K. Q., Luo, X. M., Zhu, W. L., & Jiang, H. L. (2009). Pharmacophore-based virtual screening versus docking-based virtual screening: A benchmark comparison against eight targets. Acta Pharmacologica Sinica, 30(12), 1694–1708.
Dougherty, T. J., Gomer, C. J., Henderson, B. W., Jori, G., Kessel, D., Korbelik, M., Moan, J., & Peng, Q. (1998). Photodynamic Therapy. Journal of the National Cancer Institute, 90(12), 889–905.
El-ghandour, A., Hameed, M. F. O., & Obayya, S. S. A. (2018). Thermal and electrical characterization of indium phthalocyanine chloride bulk structure. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 29(20), 17750–17763.
Glusker, J. P. (1991). Structural aspects of metal liganding to functional groups in proteins. In Advances in Protein Chemistry.
Gromiha, M. M. (2010). Protein Stability. In Protein Bioinformatics (pp. 209–245). Elsevier.
Günsel, A., Güzel, E., Bilgiçli, A. T., Şişman, İ., & Yarasir, M. N. (2017). Synthesis of non-peripheral thioanisole-substituted phthalocyanines: Photophysical, electrochemical, photovoltaic, and sensing properties. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 348, 57–67.
Mardiningrum, R., Herlina, T., & Supratman, U. (2015). Isolasi dan Molecular Docking Senyawa 6,7-Dihidro-17- Hidroksierisotrin dari Daun Dadap Belendung (Erythrina Poeppigiana) Terhadap Aktivitas Sitotoksik Antikanker Payudara Mcf-7. Chimica et Natura Acta, 3(3), 90–93.
Moore, N. M., & Flaws, M. L. (2011). Antimicrobial resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa. Clinical Laboratory Science : Journal of the American Society for Medical Technology, 24(1), 47–51.
Nugroho, T., Siswandono, & Prajogo, B. (2012). Studi In Silico Gendarusin A, B, C, D dan E Untuk Prediksi Aktivitas Terhadap Enzim Cyp17a1 Sebagai Afrodisiaka. Jurnal Farmasi Dan Ilmu Kefarmasian Indonesia, 2, 10–15.
Nyamu, S. N., Ombaka, L., Masika, E., & Ng’ang’a, M. (2018). Antimicrobial Photodynamic Activity of Phthalocyanine Derivatives. Advances in Chemistry, 2018, 1–
Saputri, K. E., Fakhmi, N., Kusumaningtyas, E., Priyatama, D., & Santoso, B. (2016). Docking Molekular Potensi Anti Diabetes Melitus Tipe 2 Turunan Zerumbon Sebagai Inhibitor Aldosa Reduktase Dengan Autodock-Vina. Chimica et Natura Acta, 4(1), 16–20.
Shirataki, C., Shoji, O., Terada, M., Ozaki, S. I., Sugimoto, H., Shiro, Y., & Watanabe, Y. (2014). Inhibition of heme uptake in pseudomonas aeruginosa by its hemophore (HasAp) bound to synthetic metal complexes. Angewandte Chemie - International Edition, 53(11), 2862–2866.
Shisaka, Y., Iwai, Y., Yamada, S., Uehara, H., Tosha, T., Sugimoto, H., Shiro, Y., Stanfield, J. K., Ogawa, K., Watanabe, Y., & Shoji, O. (2019). Hijacking the Heme Acquisition System of Pseudomonas aeruginosa for the Delivery of Phthalocyanine as an Antimicrobial. ACS Chemical Biology, 14(7), 1637–1642.
Sjöblom, B., Salmazo, A., & Djinović-Carugo, K. (2008). α-Actinin structure and regulation. Cellular and Molecular Life Sciences, 65(17), 2688–2701.
Syahputra, G., Ambarsari, L., & Sumaryada, T. (2014). Simulasi Docking Kurkumin Enol , Bismetoksikurkumin Dan Analognya Sebagai Inhibitor Enzim12-Lipoksigenase. Jurnal Biofisika, 10(1), 55–67.
Tjahjono, D. H., & Hamzah, N. (2013). Studi Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas , Fitur Farmakofor , dan Inhibitor Mer Tirosin Kinase. Acta Pharmaceutica Indonesia, XXXVIII(1), 1–10.
Zuchrian, M. R. (2010). Penambatan Molekuler Beberapa Senyawa Xanton Dari Tanaman Garcinia mangostana Linn. Pada Enzim Plasmepsin Dan Reduktase Protein Pembawa Enoil Asil Plasmodium falciparum [Skripsi]. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Departemen Farmasi, Depok.
DOI: http://dx.doi.org/10.29313/.v6i2.23801
