Rahmad Sutrisna (f1f111048).docx

Skripsi

Studi Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Senyawa Turunan Indirubin Sebagai Inhibitor Cyclin Dependent Kinase (CDK2)

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana (S-1)

Oleh : RAHMAD SUTRISNA F1F1 11 048

PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI JANUARI 2016

HALAMAN PERSETUJUAN

ii

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Kendari, 19 Januari 2016

Rahmad Sutrisna

Arly Nanda Iskandar Adnan

iii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbi’alamin, dengan segala kerendahan hati penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang karena atas limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nya yang diberikan seperti dalam salah satu firman-Nya : Sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan), maka kerjakan urusan yang lain dengan sungguh-sungguh (Q.S. Al-Insiyrah : 6-7) Sehingga

dapat

dijadikan

penulis

sebagai

motivasi

dan

dapat

menyelesaikan hasil penelitian yang berjudul “Studi Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Senyawa Turunan Indirubin Sebagai Inhibitor Cyclin Dependent Kinase

(CDK2) “, semoga hasil penelitian ini dapat menambah

ketaqwaan penulis kepada-Nya. Sholawat dan salam senantiasa tercurah kepada junjungan kita baginda Nabi pembawa kebenaran, sang revolusioner terbesar sepanjang zaman, sang panutan terbaik, Muhammad SAW, beserta keluarga dan para sahabatnya serta orang–orang yang mengikuti jejak mereka hingga hari pembalasan nanti. Semoga kita semua dapat melaksanakan ajarannya dan masuk kedalam golongan orang-orang yang mendapatkan syafaatnya di hari pembalasan kelak, Amin. Selama penulisan hasil penelitian penulis mengalami banyak masalah, kendala dan tantangan, namun berkat hidayah-Nya, tekad dan kemauan yang gigih

iv

dari penulis serta bantuan dari berbagai pihak sehingga hasil penelitian ini dapat terselesaikan. Dalam kesempatan ini juga penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis Nasirun, SE dan Rusiani untuk semua kasih sayang, cinta, moril, materil, semangat, nasehat serta doa terbaik yang selalu dipanjatkan kepada Allah SWT untuk kelancaran dan kesuksessan dalam penelitian, mungkin seluruh kata-kata dalam tulisan ini tidak akan mampu membalas kasih sayangmu. Tidak lupa untuk kakak–kakakku tercinta Silviyani, Santi Yustikarini, Fitriyani, Yanuarti Rahmayanti dan semua keluarga besar yang selalu memberikan motivasi dan semangat. Seiring dengan selesainya penulisan penelitian ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Dr. Muhammad Arba S.Si., M.Si selaku pembimbing I dan Dr. Ruslin S.Pd., M.Si selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan serta sabar dan selalu meluangkan waktunya di tengah kesibukan beliau berdua, semoga Allah membalas kebaikan beliau dengan balasan yang terbaik. Penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis haturkan kepada : 1. Prof. Dr. Ir. H. Usman Rianse, M.S., selaku Rektor Universitas Halu Oleo. 2. Prof. Dr. I Sahidin, S.Pd., M.Si., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo. 3. Dr. rer. nat. H. Ahmad Zaeni, S.Pd., M.Si. selaku Ketua Senat Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo.

v

4. Suryani, S. Farm., M.Sc., Apt selaku Wakil Dekan I Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo. 5. Dr. Ruslin S.Pd., M.Si selaku Wakil Dekan II Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo. 6. Sunandar Ihsan, S.Farm., M.Sc., Apt. selaku Wakil Dekan III Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo. 7. Nur Illiyyin Akib, S.Si., M.Si., Apt., selaku Ketua Jurusan Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo yang telah banyak membantu penulis selama perkuliahan. 8. Wahyuni, S.Si., M.Si., Apt., selaku Sekretaris Jurusan Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo, yang telah banyak membantu penulis dalam hal yang berkaitan dalam tugas akhir 9. Rini Hamsidi, S.Farm., M.Farm., Apt., selaku kepala Laboratorium Penelitian dan Lapangan Farmasi Universitas Halu Oleo, yang telah banyak memberikan nasehat dan motivasi kepada penulis. 10. Henny Kasmawati, S.Farm., M.Si., Apt., selaku Kepala Laboratorium Pendidikan Farmasi Universitas Halu Oleo dan seluruh laboran. 11. La Ode Ahmad S.Si., M.Si., Ph.D., Henny Kasmawati, S.Farm., M.Si., Apt., dan Fery Indradewi S.Si., M.Si., Apt. selaku dewan penguji yang baik hati. terima kasih atas segala bantuan, nasehat, saran dan masukan yang diberikan untuk sempurnanya tulisan ini.

vi

12. Seluruh Bapak/Ibu Dosen dan staf Program Studi Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Halu Oleo.Terima Kasih atas ilmu dan pengalaman yang telah diberikan kepada penulis. 13. Teman terbaik penulis Sulistiana, yang senantiasa memberikan dukungan, semangat, perhatian dan nasehat-nasehat serta segala bantuannya yang tentunya sangat berarti bagi penulis selama masa perkuliahan. Trimakasih penulis ucapkan, semoga Allah SWT memudahkan jalan menuju mimpimimpi besarmu. 14. Teman-teman angkatan 2011 farmasi yang tidak kenal lelah masih terus berjuang bersama dalam semangat yang tak terhentikan untuk sebuah gelar, : Silvan Haryadi, Muh. Shirotal Mustakim, Syam Febriantara, Leo Apdhani, Muh. Mafudz, Rahmad Darmawan, Muh. Zulfikar, Azan Cahyadi, Etry Ismirianti, Sakinah, Mirna Widasri, Salim, Adnan, Adha, Rendi, Ugha, Dino, Nur Ramadhani, Ethika, Wiwi Asriani, Yuyun Manan, Fadillah, Rima, Dewi, Morita, Rahma, Asni, Rahmatia, Asrida Kadir, Alifka, Catur, Elshinta, Asti Fiandari, Jabal, Abdul Salim, Nurul Fadillah, Nurfitriyana, Ningsih, Erlina Dwi Sasmin, Disma, Fismatullah, Lea, Lia, Wa Ode Nur Dewi, Yustika, Buyun, Vivi, Hasriani, Yanti, dan semuanya. 15. Kakanda

La Ode Najamuddin, Arly Nanda, Adi Suwandi, Moh.Sahid,

Ahmad Sapaa, Andi Erfiansah, Harry Sunandar, Muh. Azhar, Edi Mursidi, Muh. Nurdin, Irfan Islami, Yuni, dan seluruh keluarga besar IKAF UHO yang sudah banyak memberikan motivasi, semangat, arahan, cerita, pengalaman dan doa.

vii

16. Teman-teman penelitian penulis, Arfan, Ditra, Albin, Rizal, Rifandi, Istar, Riki, dan semuanya. 17. Keluarga besar Franeinstein: Ikky, Arlingga, Ikra, Ival, Paskal dan semua anak IPA 9 yang tidak bisa disebutkan namanya satu per satu. 18. Seluruh pihak yang telah membantu melancarkan penelitian dan penulisan ini yang tidak tersebutkan namanya ucapan terima kasih tidak terhingga dari penulis. Akhirnya penulis memohon maaf atas hal-hal yang tidak berkenan dari diri penulis, semoga Allah memberikan imbalan pahala terhadap doa dan motivasinya. Semoga tugas akhir ini dapat menjadi sesuatu yang bermanfaat bagi kita semua. Aamiin. Wassalamu’alaikum wa rahmatullahi wa barakaatuh.

Kendari, Januari 2016

Rahmad Sutrisna

viii

DAFTAR ISI DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii PERNYATAAN..................................................................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN ............................................................. xiv ABSTRAK ........................................................................................................... xvi ABSTRACT ........................................................................................................ xvii BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 A. Latar Belakang ............................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 3 C. Tujuan ............................................................................................................ 4 D. Manfaat .......................................................................................................... 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................ 5 A. Kanker............................................................................................................ 5 1. Pengertian Kanker ..................................................................................... 5 2. Pertumbuhan dan Perkembangan Sel Kanker ........................................... 6 3. Proses Penyebaran (Metastasis) ................................................................ 6 B. Indirubin ........................................................................................................ 7 C. Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas (HKSA) .......................................... 8 1. Metode analisis Hansch ............................................................................ 9 2. Metode analisis Free-Wilson .................................................................. 10 D. Kerangka Konsep......................................................................................... 12 BAB III. METODE PENELITIAN....................................................................... 13 A. Waktu Penelitian.......................................................................................... 13 B. Software ....................................................................................................... 13

ix

C. Hardware...................................................................................................... 13 D. Pemodelan struktur molekul ........................................................................ 13 E. Penyusunan Model Persamaan HKSA ........................................................ 13 F. Deskriptor yang digunakan .......................................................................... 15 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 17 A. Data Deskriptor Hidrofobik, Elektronik dan Sterik ..................................... 19 B. Analisis Statistik .......................................................................................... 31 BAB V. PENUTUP………………………………………………………………36 A. Kesimpulan .................................................................................................. 36 B. Saran ............................................................................................................ 36 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 37 LAMPIRAN .......................................................................................................... 40

x

DAFTAR TABEL

Nomor

Teks

Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Tabel 11. Tabel 12. Tabel 13. Tabel 14. Tabel 15. Tabel 16. Tabel 17

Deskriptor Penambahan gugus fungsi setiap senyawa Jadwal Penelitian Nilai momen dipole Nilai energi total Nilai energi elektronik Nilai panas pembentukan Nilai energi HOMO dan LUMO Nilai polaritas atom total Nilai luas permukaan hidrofobik Nilai Globularitas Nilai Koefisien Partisi Nilai Logaritma kelerutan dalam air Nilai refraksi molar Nilai Volume Van der Waals Model Persamaan statistic Persamaan HKSA terpilih

Halaman 15 16 17 19-20 21 21-22 22 23-24 25 26 27 28 28-29 30 31 33-34 34

xi

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Teks

Gambar 1. Gambar 2. Gambar 3. Gambar 4.

Struktur Indirubin Kerangka Konsep Kerangka dasar molekul Kurva IC50

Halaman 8 12 16 35

xii

DAFTAR LAMPIRAN Nomor

Teks

Lampiran 1 Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Lampiran 5

Nilai deskriptor 24 senyawa turunan indirubin Model regresi multilinear Hasil SPSS Nilai q2 Koefisien regresi linear

Halaman 40-42 43 44 45 46-50

xiii

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN %

Persen

Å

Amstrong

3D

Tiga Dimensi

AIDS

Acquired Immunodeficiency Syndrom

AM1_Dipol,

Momen Dipol

AM1_E,

Energi Total

AM1_Eele

Energi Elektronik

AM1_Hf

Panas Pembentukan

AM1_HOMO

Energi orbital molekul tertinggi yang terisi elektron

AM1_LUMO

Energi orbital molekul terendah yang tidak terisi elektron

Apol

Polaritas Atom Total

ASA_H

Luas Permukaan Hidrofobik

CDK

Cyclin Dependen Kinase

Glob

Globularitas

HKSA

Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas

IC50

Inhibitor Concentration 50

kJ/mol

KiloJoule per mol

kkal/mol

Kilokalori per mol

Log IC50

Logaritma Inhibitor Concentration 50

Log P(O/W)

Koefisien Partisi Oktanol/Air

Log S

Logaritma Kelarutan Dalam Air

MOE

Moleculer Operating Environment

Mr

Refraksivitas Molar

QSAR

Quantitative Structure Activity Relationship

xiv

TB

Tuberculosis

Vol

Volume Van der Waals

WHO

World Health Organization

y rata-rata

aktivitas eksperimen rata – rata senyawa i

y

aktivitas eksperimen senyawa i

y’

aktivitas prediksi validasi silang senyawa i

xv

Studi Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas Senyawa Turunan Indirubin Sebagai Inhibitor Cyclin Dependent Kinase (CDK2)

RAHMAD SUTRISNA F1F1 11 048

ABSTRAK

Kanker merupakan suatu penyakit yang disebabkan oleh pertumbuhan selsel jaringan tubuh yang tidak normal. Obat yang dikenal sebagai obat anti kanker sudah banyak ditemukan. Beberapa dari tanaman sudah diisolasi kandungannya sebagai pengobatan kanker. Indirubin merupakan suatu alkaloid yang berasal dari tanaman Indigofera tintoria L. Namun karena daya larut rendah di dalam air dan bioavailabilitas yang buruk, sehingga banyak peneliti yang mensintesis untuk mendapatkan senyawa yang lebih baik dari senyawa induknya. Hubungan kuantitatif struktur kimia dan aktivitas biologis obat merupakan bagian penting rancangan obat, dalam usaha mendapatkan suatu obat baru dengan aktivitas yang lebih besar, keselektifan yang lebih tinggi. Optimasi struktur dilakukan dengan metode AM1 semi empirik. Sebanyak 13 deskriptor dihitung nilainya yang mewakili parameter hidrofobik, elektronik, dan sterik. Nilai deskriptor 18 turunan senyawa indirubin kemudian diregresikan dengan Nilai log IC50. Hasil regresi multilinear adalah R=0,887, R2=0,788, F hitung = 8,914 dan F Tabel = 3,105. Persamaan HKSA yang diperoleh adalah log IC50 = -21.903 + (0,001) AM1_E +(- 0,092) AM1_HF + (7.186) logS + (14.980) Mr + (-.148) vol.

Kata kunci : Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas, Indirubin, Antikanker, Desain Obat

xvi

Study of Quantitative Structure-Activity Relationship of Indirubin Derivatives As Cyclin Dependent Kinase Inhibitor (CDK2)

RAHMAD SUTRISNA F1F1 11 048

ABSTRACT

Cancer is a disease caused by the growth of cells that are abnormal tissues. Anti-cancer drugs have been already widely found. Some of plant compounds have been isolated for cancer treatment. Indirubin is an alkaloid derived from the plant Indigofera tintoria L. However, due to low solubility in water and poor bioavailability, many researchers synthesize a new compound to get better activity than the parent compound. Quantitative relationships in chemical structure and biological activity of the drug is an important part of drug design, in an effort to get a new drugs with greater activity and higher selectivity. Structure optimization was conducted using semi-empirical AM1. A value of total of 13 descriptors representing the hydrophobic parameters, electronic and steric calculated. Value of derivative compounds descriptors 18 Indirubin then was regressed with the log IC50 value. Results of multilinear regression R = 0.887, R2 = 0.788, F count = 8.914 and F table = 3.105. Obtained QSAR equation was IC50 = -21,903 + (0.001) AM1_E + (- 0.092) AM1_HF + (7186) Logs + (14 980) Mr + (-.148) vol.

Keywords: Quantitative Structure Activity Relationship, Indirubin, Anticancer, Drug Design

xvii

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kanker merupakan suatu penyakit yang disebabkan oleh pertumbuhan selsel jaringan tubuh yang tidak normal. Sel-sel kanker akan berkembang dengan cepat, tidak terkendali, dan akan terus membelah diri, selanjutnya menyusup ke jaringan sekitarnya dan terus menyebar melalui jaringan ikat darah dan menyerang organ-organ penting serta syaraf tulang belakang. Dalam keadaan normal, sel hanya akan membelah diri untuk mengganti sel-sel yang telah mati dan rusak. Sebaliknya sel kanker mengalami pembelahan secara terus menerus meskipun tubuh tidak memerlukanya sehingga terjadi penumpukan sel baru. Penumpukan sel tersebut mendesak dan merusak jaringan normal sehingga mengganggu organ yang ditempatinya (Hejmadi, 2010). WHO Fact Sheet (2012) menyebutkan pada tahun 2008 ada 12 juta kasus penyakit kanker di dunia dengan kematian 7,6 juta orang. Dari tahun ke tahun penyakit kanker sebagai penyebab kematian di berbagai negara semakin mengkhawatirkan. WHO memperkirakan kematian akibat kanker lebih tinggi dibandingkan dengan kematian akibat AIDS, TB maupun malaria. Data WHO menyebutkan bahwa satu dari dua orang laki-laki dan dua dari tiga wanita di Amerika menderita kanker. Di Indonesia kematian akibat kanker tahun 1992 ada 4,8%, tahun 1995 meningkat menjadi 5,0% dan tahun 2001 meningkat lagi menjadi 6,0%. Penyakit kanker menempati urutan kelima sebagai penyebab kematian di Indonesia (Nainggolan, 2009).

1

Pengobatan kanker dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu: (1) Operasi atau pembedahan, dilakukan dengan mengangkat sel-sel kanker sehingga tidak terjadi perluasan daerah yang terserang kanker, (2) Radiasi atau penyinaran, yaitu dengan melakukan penyinaran pada daerah yang terdapat sel-sel kanker dengan menggunakan sinar radio aktif, (3) Kemoterapi, yaitu pengobatan dengan menggunakan obat-obatan yang dapat menghambat atau membunuh sel-sel kanker (Badri, 2006). Obat yang dikenal sebagai obat anti kanker sudah banyak ditemukan. Beberapa dari tanaman sudah diisolasi kandungannya untuk pengobatan kanker. Indirubin merupakan suatu alkaloid yang berasal dari tanaman Indigofera tintoria L. Indirubin memiliki aktivitas sebagai sebagai antikanker. Namun karena daya larut rendah di dalam air dan bioavailabilitas yang buruk, sehingga banyak peneliti yang mensintesis untuk mendapatkan senyawa yang lebih baik dari senyawa induknya (Katerina, 2012). Salah satu senyawa turunan indirubin adalah indirubin-3-monoxim, yang berpotensi sebagai antikanker yang lebih baik dari senyawa induknya. Indirubin adalah senyawa yang dapat menghambat CDK2 yang merupakan enzim yang berperan dalam siklus sel (Frank, dkk., 2006). Mekanisme senyawa indirubin dengan cara berikatan dengan CDK2 dan CDK9 sehingga tidak terjadi pembelahan sel (Yan, dkk., 2015). Siklus sel memegang peranan penting dalam proses proliferasi sel baik pada sel normal maupun sel kanker. Proses masuk dan transit selama siklus sel diatur oleh sejumlah protein. Protein yang dibutuhkan

2

dalam proses ini antara lain adalah cyclin, CDK dan CDK inhibitor (Budityastomo, 2010). Hubungan kuantitatif struktur kimia dan aktivitas biologis obat (HKSA) merupakan bagian penting rancangan obat, dalam usaha mendapatkan suatu obat baru dengan aktivitas yang lebih baik, selektivitas yang lebih tinggi, dan toksisitas yang lebih rendah. Modifikasi molekul merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan obat baru dengan aktivitas yang dikehendaki, antara lain yaitu meningkatkan aktivitas obat, menurunkan efek samping, memperpanjang masa kerja obat. Aktivitas obat berhubungan dengan sifat kimia fisika obat dan merupakan fungsi dari struktur molekul obat. Oleh karena itu, pengetahuan tentang hubungan struktur kimia dan aktivitas biologis merupakan dasar penting dalam penggunaan rancangan obat (Gusmita, 2013). Senyawa indirubin dan 24 turunannya telah disintesis dan diuji aktivitasnya oleh Jaida, dkk., 2015. Namun sampai saat ini belum ada studi yang dilakukan untuk melihat hubungan struktur aktivitas senyawa tersebut. Karena itu perlu dilakukan penelitan mengenai hubungan kuantitatif struktur aktivitas senyawa turunan indirubin untuk mengetahui peran gugus/subtituen senyawa tersebut terhadap aktivitasnya dalam pengobatan kanker B. Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini sebagai berikut: 1. Adakah hubungan kuntitatif antara struktur dan aktivitas antikanker dari senyawa turunan indirubin?

3

2. Bagaimana bentuk persamaan HKSA terpilih yang dapat digunakan untuk pemodelan senyawa indirubin? C. Tujuan Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut: 1. Mengetahui hubungan kuntitatif antara struktur dan aktivitas antikanker dari senyawa turunan indirubin 2. Menghasilkan bentuk persamaan HKSA terpilih yang dapat digunakan untuk pemodelan senyawa indirubin baru D. Manfaat Manfaat yang diharapkan dapat diperoleh dari penelitian ini yaitu: 1. Bagi Peneliti Diharapkan

dapat

meningkatkan

pemahaman,

pengalaman,

dan

keterampilan dalam mempelajari hubungan kuantitatif struktur aktivitas senyawa turunan indirubin sebagai inhibitor CDK2. 2. Bagi Institusi Diharapkan menambah informasi mengenai senyawa turunan indirubin sebagai inhibitor CDK2. 3. Bagi Perkembangan Ilmu Pengetahuan Diharapkan dapat dijadikan sebagai acuan untuk penelitian selanjutnya dan juga sebagai sumber literatur tambahan mengenai pengobatan kanker. 4. Bagi Masyarakat Diharapkan dapat memberikan informasi untuk senyawa antikanker terbarukan 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Kanker 1. Pengertian Kanker Kanker adalah pertumbuhan sel-sel baru secara tidak normal yang tumbuh melampaui batas normal, dan kemudian dapat menyerang bagian sebelah tubuh dan menyebar ke organ lain, proses ini disebut metastasis. Metastasis merupakan penyebab utama kematian akibat kanker. Menurut Departemen Kesehatan RI (2009) kanker adalah suatu istilah untuk penyakit dimana sel-sel membelah secara tidak normal tanpa kontrol dan dapat menyerang jaringan di sekitarnya. Kanker merupakan masalah kesehatan dari banyak negara di dunia dan termasuk penyakit yang menjadi perhatian serius. Hal ini disebabkan oleh jumlah korban yang terus meningkat dari tahun ke tahun dan belum ditemukan cara yang efektif untuk pengobatannya (Sajuthi, 2001). Pengobatan kanker secara medis yang selama ini dilakukan adalah melalui pembedahan (operasi), penyinaran (radiasi) dan terapi kimia (kemoterapi). Salah satu yang menjadi perhatian adalah kemoterapi, yaitu penggunaan bahan-bahan bioaktif dari hasil sintesis atau isolasi bahan alam. Sedangkan bahan sintetis dapat tertinggal atau menjadi residu yang berbahaya bagi tubuh. Hal

ini menyebabkan penelitian senyawa-senyawa

antikanker dari bahan alam banyak dilakukan, untuk mendapatkan senyawa yang berpotensi sebagai antikanker baru dalam strategi pengembangan kemoterapi (Ramanthan, 1992).

5

2. Pertumbuhan dan Perkembangan Sel Kanker Sel kanker berasal dari sel normal tubuh yang mengalami transformasi karena adanya mutasi spontan atau induksi karsinogen. Pada umumnya mulai dari satu sel kanker pada satu tempat dalam organ dan menyebar ke organ lainya (Kresno, 2003). Sifat sel kanker antara lain: (1) Bentuk dan struktur sel bermacam-macam (polymorph) karena adanya perbedaan bentuk dan susunan dengan sel normal asalnya, (2) Tumbuh autonom, sel kanker tumbuh terus dan tanpa batas, tidak terkendali sehingga terbentuk suatu tumor (benjolan) yang terpisah dari bagian normal, (3) Sel-sel kanker besifat ekspansif terhadap sel-sel di sekitarnya, (4) Dapat bergerak sendiri. Sel-sel kanker dapar bergerak sendiri dan terlepas dari sel induknya, masuk diantara sel-sel normal di sekitarnya. Hal ini menimbulkan infiltrasi atau invasi ke jaringan atau organ di sekitarnya dan menyebar di kelenjar limfa atau organ lainya. Penyebaran ini dapat melalui limfe maupun melaui pembuluh darah dan bersama aliran darah beredar ke seluruh tubuh (Frank, dkk., 2006). 3. Proses Penyebaran (Metastasis) Proses penyebaran atau metastasis terjadi karena interaksi antara sel kanker dan sel normal. Sel-sel tubuh mempunyai daya tahan baik mekanis maupun biologis, sedangkan sel kanker mempunyai daya untuk mengadakan invasi, mobilisasi dan metastasis. Proses penyebaran berjalan secara bertahap, yaitu: inisiasi, promosi lalu progresi. Setelah ketiga tahap tersebut maka selanjutnya akan masuk ke proses metastasis. Sel kanker menginvasi dan masuk

6

ke dalam pembuluh darah dan akan terjadi hal-hal berikut: (1) sel kanker terhenti pada suatu tempat dan menempel pada endotel (dinding pembuluh darah), (2) Sel kanker merusak membran basal dan matriks pembuluh darah, (3) Sel kanker berpindah ke jaringan ekstravaskuler, (4) Sel kanker merangsang pertumbuhan pembuluh darah baru (Brown, dkk., 1998). B. Indirubin Indirubin adalah bahan aktif tradisional Cina yang diresepkan dalam Danggui Longhui Wan, yang merupakan campuran 11 obat-obatan herbal yang sering digunakan untuk mengobati gejala leukemia kronis. Pada tahun 1966, Ilmuwan Cina mulai mengidentifikasi bahan aktif dari resep ini (Wu, dkk., 1979). Indirubin memiliki aktifitas tinggi terhadap leukemia kronis, indirubin dan turunannya telah di uji coba untuk kepentingan penelitian. Berbagai upaya telah dilakukan untuk menjelaskan mekanisme yang mendasari efek antikanker turunan indirubin, yang menghasilkan banyak publikasi untuk menjelaskan tentang target di dalam sel dan jalur mekanismenya (Yan, dkk., 2015). Telah dilakukan uji farmakologi dari bahan obat yang satu dengan bahan obat yang lain. Indirubin merupakan metabolit sekunder dari tanaman Indigofera tinctoria L. Tanaman tersebut dibuat menjadi sebuah bubuk biru gelap yang diambil dari daun. Daun Indigofera tinctoria L mengandung indirubin sebagai antileukemia (Hoessel, dkk., 1999). Namun, indirubin memiliki penyerapan yang rendah dan toksik terhadap gastrointestinal. Beberapa analog indirubin, seperti Nmetil isoindigo, 5-kloro-indirubin dan indirubin-3'-monoxim, telah disintesis

7

untuk uji farmakologi yang lebih baik sifat dan toksisitas yang berkurang (Lee, dkk., 1996). Mekanisme kerja indirubin adalah dengan cara menghambat protein daur sel, yaitu cyclin-dependent kinase (CDK). Protein ini diaktifkan selama pergerakan daur sel dari fase G1 ke fase S, G2, dan M sesuai dengan jenis CDK, sehingga tidak terjadi pembelahan sel.

H

O

N

N O

H

Gambar 1. Struktur Indirubin C. Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas (HKSA) Analisis Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas (HKSA) merupakan salah satu aplikasi dari kimia komputasi dan juga bagian yang dipelajari dalam bidang kimia medisinal (Fatimah N F., 2008). Metoda analisis HKSA, membuat senyawa yang akan disintesis dapat didesain terlebih dahulu berdasarkan hubungan antara sifat-sifat kimia serta fisik molekul dengan aktivitas biologisnya, dengan menggunakan hubungan tersebut aktivitas teoritik suatu senyawa baru dapat diprediksi, dan dengan demikian fokus riset dapat dipersempit, biaya dan waktu pun dapat dihemat. Saat ini telah dikenal dua metode analisis HKSA yakni metode HKSA Free-Wilson, dan metode Hansch (Kubinyi, 1993).

8

Menurut Jolles dkk., 1984, pada sekitar tahun 1964 didapatkan sebuah persamaan umum yang menerangkan bahwa aktivitas biologi suatu senyawa merupakan fungsi dari sifat-sifat fisikokimia suatu senyawa. Hubungan Kuantitatif Struktur dan Aktivitas (HKSA) dan Hubungan Kuantitatif Struktur dan Sifat (HKSS) mencoba menggambarkan hubungan aktivitas atau sifat-sifat dengan deskriptor struktur suatu senyawa. Kemampuan dalam menghubungkan sifat fisik prediksi, aktivitas atau sifat kimia dan biologi dari struktur molekul menjadi sangat penting dalam memecahkan berbagai masalah terkait dengan ilmu kimia teori dan komputasi, kimia lingkungan, kimia medisinal, dan ilmu pengetahuan alam pada umumnya. Dengan demikian tujuan utama mempelajari HKSA adalah untuk menghubungkan struktur molekul dengan aktivitas atau sifat biologi yang menggunakan metode statistik. Secara matematis Devillers, dkk., 1999 menuliskan persamaan tersebut seperti pada persamaan 1. A/S = f(struktur molekul) = f(deskriptor molekul)………………………………………………(1) Dengan A/S merupakan aktivitas atau sifat dan f merupakan fungsi yang tergantung pada struktur molekul atau deskritor molekul. Aktivitas biologi dapat dinyatakan dalam log I/C, IC50, ED50, LD50, (Thakur, 2004). 1. Metode analisis Hansch Metode HKSA pertama dan paling terkenal adalah model yang diusulkan oleh Hansch yang menyatakan hubungan lipofilitas relatif dengan potensi biologi yang digabungkan dengan hubungan energi bebas linear (LFER) untuk model persamaan umum HKSA dalam konteks biologi (Hanum, M., 2003). Hansch

9

menyatakan bahwa hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (Log I/C) suatu turunan senyawa dapat dinyatakan secara kuantitatif melalui parameter sifat fisika kimia dari subtituen yaitu parameter hidrofobik (π), elektronik (σ), dan sterik (Es) yang terdapat pada molekul (Kubinyi, 1993). Ketiga parameter tersebut dijabarkan oleh Chu (1990) sebagai berikut : a. Parameter hidrofobik Terdiri dari parameter koefisien partisi, waktu elusi dalam kromatografi cair tekanan tinggi dan kelarutan. b. Efek elektronik Meliputi konstanta ionisasi, konstanta distribusi, efek resonansi, efek bidang, dan indeks orbital molekul yang terdiri dari muatan elektron sigma dan pi (π), c. Parameter sterik Tetapan sterik dapat diukur berdasarkan sifat gugus-gugus dan efek gugus pada kontak obat dengan sisi reseptor yang berdekatan. Tetapan sterik yang sering digunakan dalam hubungan struktur aktivitas adalah tetapan Es Taft, tetapan Es Hancock, tetapan dimensi Van der Waal’s, tetapan U Charton dan tetapan sterimol verloop. 2. Metode analisis Free-Wilson Metode analisis Free-Wilson merupakan prosedur alternatif dari analisis Hansch (Free, dkk., 1964). Metode analisis yang juga disebut teori kontribusi gugus atau metode de novo ini didasarkan pada asumsi bahwa sumbangan variasi substitusi gugus-gugus dalam struktur senyawa induk memberikan kontribusi

10

secara linier terhadap aktivitas biologis. Namun, substituen-substituen yang menempati posisi berbeda pada senyawa induk tidak saling mempengaruhi. Model matematis yang dikemukakan dalam metode ini memperkirakan bahwa aktivitas biologis sama dengan sumbangan substituen ditambah aktivitas biologis senyawa induknya, dapat dilihat pada persamaan 2 berikut: log I/C =Σa(i)x(i) +μ……………………………(2) dimana : Log I/C = logaritma aktivitas biologis a(i) = kontribusi gugus dari subtituen ke (i) x(i) = keberadaan (x=1) atau ketiaadaan (x = 0) subtituen tertentu pada posisi ke - i μ = aktivitas biologis senyawa tak terdistribusi Dalam suatu seri senyawa termodifikasi pada lebih satu posisi, subtituen tertentu yang terletak pada satu sisi tak mempengaruhi subtituen pada posisi yang berbeda. Model ini kemudian disederhanakan oleh Fujita, dkk. (1965) dengan menggunakan persamaan matematik yang dapat diselesaikan dengan matriks dan analisis multiregresi linear. Pada matriks, subtituen mendapat nilai indikator 1 jika terdapat dalam molekul, dan mendapat nilai indikator 0 jika tidak terdapat dalam molekul. Subtituen sebagai parameter bebas dan aktivitas biologi sebagai variabel terikat.

11

D. Kerangka Konsep Struktur dan aktivitas indirubin Pemodelan molekul menggunakan Gausview Struktur tiga dimensi indirubin Optimasi menggunakan Gausview Struktur indirubin optimasi Dihitung nilai deskriptor menggunakan MOE Nilai dekriptor 24 turunan senyawa indirubin Dicari persamaan QSAR dengan menggunakan SPSS Hubungan struktur aktivitas 24 senyawa turunan indirubin Divalidasi menggunakan nilai q2 Persamaan HKSA

Gambar 2. Kerangka Konsep

12

BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan dari bulan Juni sampai Desember 2015. B. Software Perangkat lunak yang digunakan adalah ChemOffice 2002, GausView 3.08, HyperChem Professional 7.08, SPSS 19 dan Moe 2009.10 C. Hardware Perangkat keras yang digunakan berupa personal komputer intel® Celeron® CPU B830 @ 1.80 GHz; RAM : 2 GB; tipe sistem 32 bit ; Operating Sistem : Windows® 7 Ultimate D. Pemodelan struktur molekul Ligan turunan indirubin dibuat dengan program GausView yang dapat membuat struktur senyawa 3D. Kemudian diubah kedalam bentuk file *Mol dengan menggunakan aplikasi HyperChem E. Penyusunan Model Persamaan HKSA Struktur senyawa dibangun dengan menggunakan perangkat lunak Gausview lalu dioptimasi menggunakan metode AM1. Senyawa - senyawa yang diteliti merupakan turunan senyawa indirubin sesuai dengan hasil penelitian Jaida, dkk., 2015. Selanjutnya perhitungan nilai deskriptor dilakukan menggunakan aplikasi MOE. Sebanyak 13 sifat kimia fisika dihitung yang mewakili parameter hidrofobik, elektronik dan sterik sesuai dengan pendekatan Hansh pada Tabel 1. 13

Pencarian model persamaan terbaik mengguanakan variabel terikat aktivitas inhibisi CDK2 (Log IC50) hasil eksperimen dan variabel bebas yang berupa nilai deskriptor. Nilai F menunjukkan hubungan bila dibandingkan dengan F Tabel. Nilai F adalah indikator bilangan untuk menunjukkan bahwa hubungan yang dinyatakan oleh persamaan yang didapat adalah benar atau merupakan kejadian kebetulan. Untuk mendapatkan model dengan nilai r tertinggi, dilakukan eliminasi senyawa yang memiliki deviasi terbesar berdasarkan XZScore pada hasil komputasi MOE, dimana struktur senyawa dengan XZScore > 2,5 dieliminasi dari perhitungan statistik. Selain parameter statistik tersebut, dari hasil perhitungan juga diperoleh nilai tetapan dan nilai koefisien setiap variabel bebas yang terlibat dalam persamaan yang dihasilkan. Nilai koefisien yang diperoleh digunakan untuk menghitung aktivitas inhibisi teoritis.

14

F. Deskriptor yang digunakan Tabel 1. Deskriptor No Simbol pada software

Simbol Umum

Deskriptor

1

AM1_dipol,

Μ

Momen dipol

2

AM1_E,

ETot

Energi total

3

AM1_Eele

EEle

Energi elektronik

4

AM1_HF

HF

Panas pembentukan

5

AM1_HOMO

EHOMO

Energi HOMO

6

AM1_LUMO

ELUMO

Energi LUMO

7

Glob

Glob

Globularitas

8

Log P(o/w)

log P

Koefisien partisi

9

Mr

MR

Refraksivitas molar

10

Apol

P

Polaritas

11

ASA_H

Å

Luas permukaan hidrofobik

12

Log S

log S

Logaritma kelarutan dalam air

13

Vol

Vol

Volume Van der Waals

2

q

= 1-

Σ(y – y’)2 Σ(y – y rata)2

y

= aktivitas eksperimen senyawa i

y rata

= aktivitas eksperimen rata – rata senyawa i

y’

= aktivitas prediksi validasi silang senyawa i Persamaan HKSA yang dipilih adalah persamaan dengan nilai kriteria

statistik terbaik dan memenuhi kriteria validasi yaitu q2 ≥ 0.5 (Jincan, dkk., 2008).

15

Struktur ligan yang dibuat seperti pada Gambar 3 dan Tabel 2 dibawah: W X Y L

N

N

Z

R H

O

Gambar 3. Kerangka dasar molekul indirubin Tabel 2. Penambahan gugus fungsi Senyawa 1

X H

Y O

Z H

W H

R H

L H

IC50 1000

2

H

NOH

H

H

H

H

0.100

3

H

NOAc

H

H

H

H

0.700

4

H

NOCH3

H

H

H

H

0.400

5

Br

NOH

Br

H

H

H

1.300

6

H

NOH

Br

H

H

H

1.200

7

Br

O

H

H

H

H

53

8

Br

NOH

H

H

H

H

0.083

9

Br

NOAc

H

H

H

H

2.400

10

Cl

NOH

H

H

H

H

0.100

11

I

NOH

H

H

H

H

0.300

12

CH=CH2

O

H

H

H

H

2.400

13

CH=CH2

NOH

H

H

H

H

0.420

14

CH=CH2

NOAc

H

H

H

H

0.400

15

F

O

H

H

H

H

1.000

16

F

NOH

H

H

H

H

0.150

17

Br

O

H

CH3

H

H

60.000

18

Br

NOAc

H

CH3

H

H

30.000

19

Cl

O

H

Cl

H

H

60.000

20

Cl

NOH

H

Cl

H

H

0.060

21

Cl

NOAc

H

Cl

H

H

0.100

22

Br

NOH

H

NO2

H

H

0.150

23

Br

NOAc

H

NO2

H

H

31.000

24

H

NOH

H

H

H

H

33

16

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis HKSA antikanker senyawa turunan indirubin pada penelitian ini dimaksudkan untuk menemukan model persamaan terbaik yang kemudian dapat digunakan sebagai dasar penentuan senyawa baru yang diharapkan lebih potensial untuk antikanker. Senyawa turunan indirubin pada penelitian ini diperoleh dari literatur yang menampilkan aktivitas penghambatan (IC50) eksperimen 24 senyawa turunan indirubin melalui uji in vitro oleh Jaida, dkk., 2015. Data aktivitas eksperimental terdapat pada Tabel 2. Setiap senyawa tersebut kemudian dibangun menggunakan Gausview dan dioptimasi dengan metode semiempirik AM1. Metode ini digunakan karena hasil optimasi yang mendekati harga eksperimental dengan waktu yang cepat. Metode ini baik digunakan untuk senyawa dalam jumlah yang banyak. Optimasi dilakukan untuk mendapatkan model struktur yang baik dan stabil. Berdasarkan struktur indirubin pada Gambar 4, dapat terlihat bahwa subtituen yang ada pada gugus-gugus senyawa indirubin akan menentukan aktivitas antikanker berupa nilai IC50. Untuk melihat hubungan kuantitatif struktur dan aktivitas senyawa indirubin dapat dilihat dari sifat fisika kimia yang mewakili parameter hidrofobik, elektronik dan sterik. Parameter hidrofobik menjelaskan bagaimana obat akan dengan mudah dapat melewati membran yang bersifat semipermeabel. Parameter hidrofobik juga menggambarkan bagaimana kelarutan senyawa dalam air. Dalam parameter hidrofobik terdapat empat deskriptor yang

17

mewakili yaitu luas permukaan hidrofobik (ASA_H), koefisien partisi (LogP) logaritma kelarutan dalam air (LogS) dan polaritas atom total (Apol). Parameter elektronik menerangkan bahwa berbagai jenis subtituen memiliki efek terhadap ionisasi. Parameter elektronik menggambarkan seberapa kuat suatu senyawa dapat berikatan dengan reseptor. Deskriptor yang mewakili parameter ini yaitu, energi total (AM1_E), energi elekronik (AM1_Eele), energi orbital tertinggi yang terisi elektron (AM1_HOMO), energi orbital terendah yang tidak terisi elektron (AM1_LUMO) dan momen dipol (AM1 dipol). Sedangkan parameter sterik menggambarkan ukuran dan bentuk molekul obat dapat berpengaruh terhadap kecepatan absorbsi dan interaksi obat dengan reseptor atau enzim. Sebagai contoh besar kecil ukuran subtituen bisa bekerja sebagai perisai dan penghalang pada interaksi obat-reseptor. Selain itu bisa membantu orientasi obat untuk berikatan maksimum dengan reseptor dan meningkatkan aktivitasnya. Deskriptor yang mewakili parameter ini yaitu, globularitas (Glob), refraktivitas molar (mr), panas pembentukan (AM1_HF) dan vol (Volume Van der Waals). Globularitas adalah rasio antara volume molekul dan luas permukaan molekul. Refraktivitas molar adalah ukuran dari total polarisabilitas dari mol zat dan tergantung pada suhu, indeks bias, dan tekanan. Seluruh senyawa yang telah dioptimasi kemudian diinput ke dalam aplikasi MOE (Moleculer Operating Environment) untuk dihitung nilai dari 13 deskriptor yang mewakili tiga parameter di atas. Data IC50 diinput untuk mengetahui XZScore setiap senyawa turunan indirubin. XZScore menjadi

18

landasan untuk mengeliminasi senyawa yang tidak memenuhi standar untuk analisis regresi multilinear. A. Data Deskriptor Hidrofobik, Elektronik dan Sterik Nilai dari parameter hidrofobik, elektronik dan sterik dapat dihitung secara kuantitatif. Hasil dari perhitungan deskriptor tersebut menggambarkan sifat fisika kimia dari turunan indirubin pada Tabel 4 yang dapat dilihat nilai dari momen dipol 24 senyawa mulai dari yang terkecil 1,6806171 - 6,2939596 Debye. Hal ini menyatakan bahwa senyawa 4 nilai momen dipol 1,6806171 Debye memiliki atom penyusun strukturnya tidak terlalu beragam. Subtituen pengganti senyawa 4 adalah H dan NOCH3. Sedangkan untuk senyawa 2 dengan nilai momen dipol 6,2939596 Debye menandakan strukturnya memiliki variasi jenis atom yang banyak. Subtituen pengganti senyawa 2 adalah H dan NOH. Perubahan subtituen NOCH3 menjadi NOH dapat meningkatkan momen dipol senyawa turunan indirubin. Nilai momen dipol berpengaruh terhadap kelarutan suatu senyawa. Bila momen dipol besar maka senyawa tersebut bersifat polar. Senyawa yang bersifat polar akan mudah diserap di dalam tubuh. Karena kadar di dalam tubuh lebih banyak maka obat yang berikatan dengan reseptor besar. Tabel 4. Nilai Momen dipol 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

AM1_dipol (Debye)

Senyawa

AM1_dipol (Debye)

1

4,4117517

13

2,2626257

2

6,2939596

14

2,4745476

3

2,9861276

15

4,0251746

4

1,6806171

16

2,4757717

5

4,441134

17

5,3996487

19

Tabel 4. Lanjutan Senyawa

AM1_dipol (Debye)

Senyawa

AM1_dipol (Debye)

6

2,9824028

18

2,5754242

7

2,198529

19

2,5126634

8

3,5394478

20

4,9746423

9

4,8539805

21

3,9819136

10

3,8245776

22

6,1417022

11

6,077908

23

3,8878829

12

2,0862985

24

2,2724841

Momen dipol sangat berperan dalam ikatan obat dan reseptor, apabila terjadi kontak yang cukup dekat antar molekul reseptor sasaran pada area yang cukup luas, maka akan terbentuk energi interaksi antarkutub yang cukup besar. Energi total (AM1_E) 24 senyawa turunan indirubin dapat dilihat pada Tabel 5. Nilai energi total dari turunan indirubin dari yang tertinggi (−75335,406 kkal/mol) sampai dengan (−128625,54 kkal/mol). Senyawa 9 memiliki energi total elektron yang paling tinggi dibanding dengan senyawa turunan indirubin yang lain. Subtituen pengganti pada senyawa 9 adalah Br, NOCH3COO dan H. Sedangkan senyawa 7 memiliki energi total elektron yang paling rendah dibandingkan dengan senyawa turunan indirubin yang lain. Subtituen pengganti senyawa 7 adalah Br, O dan H. perubahan subtituen O menjadi NOCH3COO dapat meningkatkan nilai energi total dan sebaliknya. Energi total berhubungan dengan kestabilan suatu senyawa. Makin rendah energi total suatu senyawa maka bentuk suatu senyawa lebih stabil sehingga makin baik ikatan yang terjadi antara obat dan reseptor.

20

Tabel 5. Nilai energi total 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

AM1_E (kkal/mol)

Senyawa

AM1_E (kkal/mol)

1

−86759,484

13

−96060,383

2

−113065,96

14

−88229,422

3

−91941,453

15

−83166,125

4

−97004,742

16

−88229,422

5

−118247,53

17

−109472,09

6

−107382,49

18

−88702,391

7

−128625,54

19

−88091,195

8

−88230,172

20

−81862,203

9

−75335,406

21

−86925,359

10

−80398,563

22

−108168,02

11

−101641,23

23

−86206,109

12

−83976,125

24

−91269,367

Energi elektronik (AM1_Eele) adalah energi molekul yang disebabkan oleh energi potensial dan energi kinetik elektronnya. Pada Tabel 6 dapat dilihat energi elektronik yang tertinggi terdapat pada senyawa 9 yaitu −498454,03 kkal/mol. Hal ini terjadi karena subtituen senyawa 9 adalah Br dan NOCH3COO. sedangkan senyawa 7 memiliki energi elektronik yang kecil karena subtituen yang berikatan dengan cincin benzen adalah Br dan O. Perubahan subtituen NOCH3COO menjadi O dapat menurunkan energi total senyawa turunan indirubin Tabel 6. Nilai Energi elektronik 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

AM1_Eele(kkal/mol)

Senyawa

AM1_Eele(kkal/mol)

1

−589330,75

13

−638520,69

2

−867293,19

14

−594457,63

3

−593433,19

15

−540783,56

21

Tabel 6. Lanjutan Senyawa

AM1_Eele(kkal/mol)

Senyawa

AM1_Eele(kkal/mol)

4

−648617,63

16

−594447,56

5

−855295,06

17

−795847,13

6

−744456,88

18

−596504,19

7

−959799,56

19

−593207,19

8

−597621,44

20

−568328,38

9

−498454,03

21

−623495,69

10

−550524,44

22

−827316,19

11

−746758,06

23

−548782,19

12

−59858125

24

−60257106

Tabel 7. Nilai Panas pembentukan 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

AM1_HF (kkal/mol)

Senyawa

AM1_HF (kkal/mol)

1

13,53076

13

57,767441

2

44,47794

14

52,321491

3

2,74827

15

20,23638

4

34989929

16

52,588409

5

34,027691

17

51,470322

6

63,249931

18

40,140011

7

61,752838

19

63,648338

8

51,56131

20

31371519

9

14,40439

21

63,737228

10

46,773899

22

62,904819

11

45,931381

23

−30,41539

12

56,01009

24

1,85535

Panas Pembentukan (AM1_HF) adalah kalor yang diserap atau yang dibebaskan pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya. Perbedaan panas pembentukan setiap senyawa turunan indirubin sangat signifikan dapat

22

dilihat pada Tabel 7 terutama pada senyawa 23 dimana panas pembentukan bernilai negatif (−). Subtituen pengganti senyawa 23 adalah Br, NOCH3COO, H, dan NO2. Nilai panas pembentukan dipengaruhi oleh atom penyusunnya. Untuk senyawa yang lain memiliki nilai panas pembentukan dari 1,85535 kkal/mol sampai dengan 63,737228 kkal/mol. Perubahan subtituen pengganti Br menjadi Cl dan NO2 dapat menurunkan nilai panas pembentukan. Semakin sedikit kalor yang diserap atau dilepaskan berarti senyawa tersebut lebih stabil. Energi orbital molekul tertinggi yang terisi elektron (AM1_HOMO) pada senyawa turunan indirubin pada Tabel 8 memiliki nilai yang hampir sama yaitu −9,197739 sampai dengan −8,6865396 kkal/mol. Senyawa 7 memiliki nilai HOMO yang paling kecil yaitu −9,197739 kkal/mol. Subtituen pengganti senyawa 7 adalah Br, O dan H. Senyawa yang memiliki nilai HOMO yang paling besar adalah senyawa 12 dengan subtituen pengganti CH═CH2, O dan H. Energi orbital molekul terendah yang tidak terisi elektron (AM1_LUMO) senyawa turunan indirubin memiliki nilai yang paling kecil adalah senyawa 6 dengan subtituen pengganti H, NOH, dan Br. Senyawa 12 memiliki nilai LUMO yang paling besar yaitu −0,15479 dengan subtituen pengganti adalah CH═CH2, O dan H. Selisih energi orbital HOMO-LUMO menggambarkan kemudahan suatu sistem molekul untuk mengalami eksitasi ke keadaan elektronik yang lebih tinggi. Tabel 8. Nilai Energi HOMO dan Energi LUMO 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

AM1_HOMO (kkal/mol)

AM1_LUMO (kkal/mol)

1

−9,0167303

−0,54797

2

−8,8850899

−0,65921003

3

−9,1435699

−0,63252002

23

Tabel 8. Lanjutan Senyawa

AM1_HOMO (kkal/Mol)

AM1_LUMO (kkal/Mol)

4

−8,8797998

−0,54053998

5

−9,0134096

−0,62382001

6

−9,0274601

−1,27061

7

−9,1977396

−1,22489

8

−8,8499403

−0,29086

9

−8,9938002

−0,47106001

10

−8,7698298

−0,20686001

11

−8,86028

−0,51637

12

−8,6865396

−0,15479

13

−9,0210199

−0,63225001

14

−8,8553896

−0,38964999

15

−9,1552

−0,56322998

`16

−8,8554697

−0,38956001

17

−9,0110798

−0,59575999

18

−8,8429699

−0,32098001

19

−8,8544397

−0,38468

20

−8,9040499

−0,47080001

21

−8,7516899

−0,33875999

22

−8,7799997

−0,51279998

23

−9,1511602

−0,55760002

24

−8,8517599

−0,32091999

Selisih

energi

orbital

HOMO-LUMO

yang

lebih

rendah

akan

menggambarkan bahwa suatu molekul relatif lebih mudah mengalami eksitasi ke keadaan elektronik yang lebih tinggi. Selain itu, selisih energi HOMO-LUMO juga dapat menggambarkan stabilitas suatu molekul. Molekul dengan selisih energi orbital HOMO-LUMO yang besar berarti molekul tersebut memiliki

24

stabilitas yang tinggi, sehingga memiliki reaktivitas yang rendah dalam reaksireaksi kimia. Polaritas atom total (Apol) dapat dilihat pada Tabel 9 senyawa turunan indirubin mulai dari 1-24 memiliki nilai polaritas atom total mulai dari 50,52441 sampai dengan 66,379341. Senyawa 23 memiliki nilai polaritas atom total yang paling rendah jika dibandingkan dengan senyawa yang lainya yaitu 50,52441. Subtituen pengganti pada senyawa 23 adalah Br, NOCH3COO, H dan NO2. Senyawa 22 memiliki nilai polaritas atom total yang paling besar yaitu 66,379341. Subtituen pengganti senyawa 22 yaitu Br, NOH dan NO2. Perubahan subtituen NOCH3COO menjadi NOH dapat meningkatkan polaritas atom total senyawa turunan indirubin. Tabel 9. Nilai Polaritas Atom total 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

Apol

Senyawa

Apol

1

56,110996

13

57,167412

2

65,668961

14

54,784203

3

53,660618

15

53,01741

4

55,42741

16

54,784203

5

63,218582

17

62,575375

6

58,154999

18

53,914204

7

65,946167

19

57,084206

8

54,784203

20

56,821377

9

50,634205

21

58,588169

10

52,400997

22

66,379341

11

60,192169

23

50,52441

12

55,494583

24

52,291203

25

Luas Permukaan Hidrofobik (ASA_H) menggambarkan bahwa senyawa yang memiliki luas permukaan hidrofobik yang besar seperti senyawa 7 yaitu 609,87683 dapat dikatakan senyawa ini sukar larut dalam air daripada senyawa turunan indirubin yang lain. Subtituen pengganti senyawa 7 adalah Br, O dan H. Senyawa 9 memiliki luas permukaan hibrofobik yang lebih kecil dibanding dengan senyawa lain sehingga senyawa 9 memiliki kelarutan dalam air yang lebih besar dibanding senyawa lain. Subtituen pengganti pada senyawa 9 adalah Br, NOCH3COO dan H. Perubahan struktur O menjadi NOCH3COO membuat senyawa sukar larut dalam air. Karena bersifat hidrofobik maka konsentrasi yang diserap dan beredar di dalam tubuh sedikit sehingga membuat yang berikatan dengan reseptor menjadi kecil. Tabel 10. Nilai Luas Permukaan Hidrofobik 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

ASA_H (Å2)

Senyawa

ASA_H (Å2)

1

516,77759

13

552,09558

2

572,08453

14

516,38538

3

498,52319

15

496,16391

4

521,6438

16

516,43835

5

590,88806

17

584,94031

6

546,88177

18

502,70233

7

609,87683

19

522,13617

8

504,7446

20

509,58588

9

461,74982

21

527,01288

10

476,54776

22

598,00305

11

544,92639

23

469,85223

12

509,26129

24

487,89725

26

Globularitas (Glob) adalah rasio antara volume molekul dengan luas permukaan molekul. Deskriptor ini memiliki nilai yang sangat kecil dapat dilihat pada Tabel 11. Nilai globularitas yang paling tinggi ada pada senyawa 2 dengan nilai 0,62634259 Å. Subtituen pengganti pada senyawa 2 adalah H dan NOH. sedangkan nilai globularitas yang rendah yaitu senyawa 20 yaitu 0,15683772 Å. Subtituen pengganti senyawa 20 adalah Cl dan NOH. Perubahan subtituen dari H menjadi Cl dapat menurunkan nilai globularitas. Tabel 11. Nilai Globularitas 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

Glob ( Å)

Senyawa

Glob ( Å)

1

0,23614992

13

0,30116639

2

0,62634259

14

0,3086313

3

0,22548658

15

0,22084001

4

0,30976638

16

0,30858874

5

0,3036336

17

0,30168679

6

0,31639886

18

0,30853286

7

0,329133

19

0,30902916

8

0,30641708

20

0,15683772

9

0,22231817

21

0,25502321

10

0,30528373

22

0,31809837

11

0,28530318

23

0,22205715

12

0,37260062

24

0,30756155

Nilai log P (koefisien partisi oktanol - air) merupakan parameter penting dalam perancangan senyawa obat baru, karena sistem oktanol-air merupakan parameter yang menggambarkan kemudahan melewati membran sel. Nilai Log P paling tinggi terjadi pada senyawa 22 yaitu 2.9130001, dengan subtituen pengganti Br, NOH dan NO2. Hal ini membuat senyawa 22 bersifat lipofilik.

27

Senyawa yang memiliki nilai log P yang paling kecil adalah senyawa 6 dengan subtituen pengganti H, NOH dan Br. Hal ini menunjukan bahwa senyawa 6 bersifat hidrofilik. Perubahan subtituen H menjadi Br dan Br menjadi NO2 dapat meningkatkan nilai log P. Sebaliknya perubahan subtituen Br menjadi H dan NO2 menjadi Br dapat menurunkan nilai koefisien partisi oktanol-air. Tabel 12. Nilai Koefisien partisi 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

logP(o/w)

Senyawa

logP(o/w)

1

2.5880001

13

2.5610001

2

2.9100001

14

2.122

3

2.257

15

2.23

4

2.1489999

16

2.122

5

2.579

17

2.552

6

0.34900001

18

1.916

7

0.77899998

19

2.5139999

8

2.122

20

2.5910001

9

1.791

21

2.483

10

1.683

22

2.9130001

11

2.1129999

23

1.585

12

2.1259999

24

1.477

Tabel 13. Nilai Logaritma kelarutan dalam air 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

Log S

Senyawa

Log S

1

−2,44556

13

−2,5193901

2

−2,7479899

14

−1,94108

3

−2,4790499

15

−2,2437899

4

−2,1763401

16

−1,94108

5

−2,7814801

17

−2,5462201

6

−1,03745

18

−1,61283

28

Tabel. 13 Lanjutan Senyawa

Log S

Senyawa

Log S

7

−1,64259

19

−2,6558199

8

−1,94108

20

−2,69592

9

−1,66548

21

−2,3932099

10

−1,36277

22

−2,9983499

11

−1,9679101

23

−1,47395

12

−1,70795

24

−1,17124

Logaritma kelarutan dalam air (log S) dapat menggambarkan senyawa dengan mudah larut dalam air. Semakin besar nilai kelarutan dalam air maka senyawa tersebut lebih mudah larut dalam air. Senyawa 6 dengan nilai log S sebesar −1.03745 memiliki kelarutan dalam air yang paling besar. Subtituen pengganti pada senyawa 6 adalah H, NOH dan Br. Senyawa 22 memiliki nilai log S kelarutan dalam air yang paling kecil yaitu −2.9983499. Subtituen pengganti senyawa 22 adalah Br, NOH dan NO2. Perubahan subtituen Br menjadi H dan NO2 menjadi Br akan meningkatkan nilai log S sehingga membuat senyawa lebih mudah larut dalam air. Nilai log S yang tinggi membuat senyawa tersebut mudah untuk diserap oleh tubuh, sehingga konsentrasi didalam tubuh besar dan yang berikatan dengan reseptor besar. Refraksivitas molar (Mr) termaksud dalam parameter sterik dimana 24 senyawa turunan indirubin memiliki nilai Mr berkisar dari 7.7327471 Å3 sampai dengan 10.651818 Å3. Senyawa 9 yang memiliki subtituen pengganti

Br,

NOCH3COO dan H membuat senyawa ini memiliki nilai refraksivitas molar yang paling kecil dan senyawa 7 yang memiliki subtituen pengganti Br, O, dan H membuat senyawa ini memiliki nilai refraksivitas molar yang paling besar.

29

Refraksivitas molar menggambarkan ukuran polaribilitas mol zat. Polaribilitas adalah kemudahan suatu molekul untuk membentuk ikatan. Hal ini menunjukkan bahwa suatu senyawa yang memiliki nilai refraksivitas molar yang tinggi maka memudahkan senyawa berikatan dengan reseptor. Tabel 14. Nilai refraksivitas molar 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

Mr (Å3)

Senyawa

Mr (Å3)

1

8,9300404

13

9,5247202

2

10,522959

14

8,8015299

3

8,7207661

15

8,4871368

4

9,0359926

16

8,8015299

5

10,315123

17

10,077602

6

9,3893652

18

8,5556202

7

10,651818

19

9,3879414

8

8,8046217

20

8,6426315

9

7,7327471

21

8,9584637

10

8,0463352

22

10,234632

11

9,3194523

23

7,8135848

12

8,5378428

24

8,1279774

Volume Van der Waals (Vol) merupakan parameter sterik. Besar kecil ukuran senyawa juga dipengaruhi oleh subtituen yang berikatan. Seperti pada Tabel 15 senyawa 7 memiliki volume molekul yang paling besar yaitu 352.625 dengan subtituen pengganti adalah Br, O dan H, sedangkan senyawa 9 memiliki volume paling kecil yaitu 249,75 dengan subtituen pengganti Br, NOCH3COO dan H. Volume Van der Waals mengambarkan bentuk suatu molekul. Semakin besar nilai vol maka semakin besar ukuran senyawa tersebut. Senyawa yang

30

memiliki nilai vol yang kecil lebih mudah untuk diserap oleh tubuh sehingga untuk berikatan dengan reseptor target lebih banyak. Tabel 15. Nilai volume Van der Waals 24 senyawa turunan indirubin Senyawa

Vol

Senyawa

Vol

1

291,25

13

311,25

2

351,625

14

284,75

3

278,625

15

274,625

4

290

16

285,25

5

335,75

17

332,375

6

305,375

18

274,75

7

352,625

19

288,625

8

288

20

279,75

9

249,75

21

289

10

261,875

22

335,125

11

307,5

23

252,5

12

281

24

262,625

Sebelum dilakukan perhitungan regresi linear, terlebih dahulu dilakukan eliminasi pada senyawa 2, 7, 9, 12, 17 dan 22 turunan indirubin karena tidak memenuhi standar dalam analisis regresi linear, dapat dilihat pada Lampiran 1 XZ-Score senyawa tersebut diatas 2,5. B. Analisis Statistik Analisis Regresi Multilinear Dalam kajian HKSA terdapat banyak metode pengolahan statistik yang dapat dipergunakan untuk memberikan hasil yang baik. Metode dasar yang sering digunakan adalah metode regresi multilinier yang merupakan suatu metode yang mengkorelasikan beberapa variabel bebas dengan variabel terikat (Kubinyi, 1993).

31

Metode statistik yang banyak digunakan dalam kajian HKSA adalah berupa teknik-teknik untuk pengolahan statistik sehingga diperoleh hasil statistik yang. Korelasi adalah mengukur keeratan suatu hubungan, keeratan suatu hubungan ini dinyatakan dengan besaran nilai korelasi (r) yang nilainya berada dalam rentang 1 sampai dengan 1. Dalam kajian HKSA analisa regresi multilinier menghubungkan variabel bebas (berupa parameter yang dipilih) dengan suatu variabel tidak bebas (aktivitas biologi). Untuk pemilihan prediktor yang penting agar dihasilkan efek terhadap aktivitas biologis dalam mempelajari HKSA bisaanya digunakan analisa regresi linier. Analisa regresi multiliner digunakan untuk mendapatkan persamaan matematis HKSA dan aktivitas biologi prediksi. Parameter statistik yang dapat digunakan sebagai faktor uji adalah berupa nilai r, F hitung/F Tabel. Koefisien korelasi, yang dinyatakan dengan r, merupakan ukuran kekuatan hubungan antara variabel tergantung (aktivitas antioksidan) dengan variabel bebas (deskriptor molekuler). Nilai r berjarak dari -1 hingga +1. Nilai -1 menandakan bahwa hubungan variabel bebas dan variabel terikat tidak memiliki hubungan yang berarti, sedangkan nilai +1 menyatakan bahwa variabel bebas mempengaruhi variabel terikat. Jadi, jika r mendekati 1, maka hubungan linier antara variabel bebas dan variabel terikat sangat kuat. Jika r = 0, slope akan sama dengan nol, dan variabel bebas tidak dapat digunakan untuk memprediksi variabel terikat. Analisis regresi multilinear secara eksak adalah prosedur perhitungan metematis biasa untuk fitting data. Teknik data ini akan melakukan minimalisasi harga selisih dari nilai kesalahan total (random error).

32

Hasil regresi linear dapat dilihat pada Tabel 16 dimana model yang akan digunakan adalah model 9 dengan nilai R = 0,887 Tabel 16. Model hasil perhitungan statistik Model Summary Model

R

R Square

Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

1

.939

.882

.498

1.68023

2

.939

.881

.597

1.50514

3

.939

.881

.663

1.37508

4

.936

.876

.699

1.30127

5

.935

.874

.732

1.22778

6

.932

.869

.752

1.17928

7

.929

.864

.768

1.14164

8

.906

.822

.724

1.24447

9

.887

.787

.698

1.30236

a. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), AM1_HOMO, AM1_dipol, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele b. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), AM1_HOMO, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele c. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele d. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele e. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele f. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H, AM1_Eele g. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H

33

Tabel 16. Lanjutan h. Predictors: (Constant), vol, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H i. Predictors: (Constant), vol, AM1_HF, logS, AM1_E, mr Keterangan : Model 1 menunjukan predictor a

Model 6 menunjukan predictor f

Model 2 menunjukan predictor b

Model 7 menunjukan predictor g

Model 3 menunjukan predictor c

Model 8 menunjukan predictor h

Model 4 menunjukan predictor d

Model 9 menunjukan predictor i

Model 5 menunjukan predictor e Kemudian dilakukan validasi dengan menggunakan 5 deskriptor yang ada pada model 9. Hasil q2 yang didapatkan untuk 5 deskriptor adalah 0,568. Menurut (Jincan dkk, 2008) persamaan HKSA yang dipilih memenuhi kriteria validasi yaitu q2 lebih dari 0,5. Dilakukan kombinasi 4 deskriptor dan menghasilkan nilai q2 sebesar 0,458. Selanjutnya dilakukan kombinasi untuk 3 deskriptor. Pemilihan kombinasi 3 deskriptor mendapatkan nilai q2 tertinggi yaitu 0.328. Persamaan HKSA yang valid adalah 5 deskriptor dengan nilai seperti pada Tabel 17: Tabel 17. Persamaan HKSA terpilih Persamaan HKSA (Constant)

−21.903

AM1_E

.001

AM1_HF

−.092

logS

7.186

Mr

14.980

Vol

−.148

34

Berdasarkan Tabel 17 nilai dari 5 deskriptor yang paling mempengaruhi aktivitas antikanker dari senyawa turunan indirubin yaitu energi total elektronik (AM1_E), panas pembentukan (AM1_HF), logaritma kelarutan dalam air (LogS), refraksivitas Molar (Mr), dan volume Van der Waals (Vol). Dapat dilihat aktivitas prediksi dan eksperimen pada Gambar 4.

Kurva Log IC50 log IC50 Prediksi

10

-5

y = x - 3E-15 R² = 0.7879

5

Linear (Kurva Log IC50) Kurva Log IC50

0 0 -5 Log IC50 Eksperimen

5

Gambar 4. Kurva log IC50 Kurva IC50 pada Gambar 4 menunjukkan linearitas antara log IC50 eksperimen dan log IC50 prediksi. Hasil kurva dibuat berdasarkan 5 deskriptor dari 18 senyawa turunan indirubin yang paling mempengaruhi aktivitas antikanker. Dimana hasil yang diperoleh akan sangat baik apabila berbanding lurus antara log IC50 experimen dan log IC50 prediksi. Berdasarkan kurva log IC50 dari 24 senyawa turunan indirubin senyawa yang paling baik adalah senyawa 20. Berdasarkan persamaan HKSA terpilih dapat didesain senyawa turunan indirubin baru yang memiliki aktivitas yang lebih baik. Variasi subtituen-subtituen yang pada kerangka dasar indirubin yang berdasarkan persamaan HKSA.

35

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan Model Persamaan HKSA yang didapatkan mengindikasikan bahwa deskriptor yang paling mempengaruhi aktivitas senyawa antikanker turunan indirubin adalah AM1_E, AM1_HF, LogS, Mr, Vol. Persamaan HKSA yang diperoleh adalah log IC50 = -21.903 + (0,001) AM1_E + (- 0,092) AM1_HF + (7.186) logS + (14.980) Mr + (-.148) Vol dengan nilai r = 0,887 B. Saran Hasil dari penelitian ini dapat menjadi rujukan untuk desain senyawa turunan indirubin baru dapat dilakukan dengan memvariasikan gugus-gugus yang dapat mengubah nilai deskriptor-deskriptor tersebut sedemikian rupa sehingga dapat menaikkan aktivitas antikanker yang diusulkan.

36

DAFTAR PUSTAKA Badri C., 2006. Penanggulangan kanker di Indonesia : peran nanotechnology dalam diagnosis dan terapi. Departemen Radiologi FKUI/RSCM, Jakarta. Brown J.M., dan Giaccia A.J., 1998. The unique physiology of solid tumors: opportunities (and problems) for cancer therapy. Cancer Res. Apr 1;58(7):1408-16. Budityastomo H., 2010. Pengaruh pemberian fraksi etanolik ekstrak bawang dayak (Eleutherine palmifolia L., Merr.) terhadap tingkat ekspresi cyclin-E jalur sel kanker serviks uteri HeLa (HPV High Risk type), Tesis Universitas Sebelas Maret. Surakarta Chu D.T.W., dan Fernandes P.B., 1990, Structure-Activity Relationships of the Fluoroquinolones, J. Antimicrob. Agents. Chemother., 2, 33, 131-135. Devillers J., Domine D., Guillon C., Bintein S., dan Karcher W., 1999. Prediction of Partition Coefficients (logPoct) Using Autocorrelation Descriptors, SAR QSAR Environ. Res., 7, 151-172. Departemen Kesehatan RI., 2009. Buku saku pencegahan kanker leher rahim dan kanker payudara. Direktorat pengendalian penyakit tidak menular. Fatimah N F., 2008. Aplikasi metode MLR dan PCR pada analisis hubungan kuantitatif struktur dan aktivitas antitoksoplasma senyawa turunan kuinolon berdasarkan deskriptor teoritik, Skripsi, Universitas Gadjah Mada, Jogjakarta. Frank G.E.P., Christian F., Gregor L., Doris H.S., Alexander V.R., Andreas W., Stefan M., 2006. Indirubin-3’-monoxim, a CDK Inhibitor Induces Growth Inhibition and Apoptosis-independent Up-regulation of Survivin in Transitional Cell Cancer. Journal Anticancer research Vol. 26 Hal. 21292136. Free Jr.S.M., dan Wilson J.W., 1964. A Mathematical Contribution to StructureActivity Studies. J Med.Chem, 53:395–9. Fujita T., Iwasa J., dan Hansch C., 1965. A new Substituen constants for Aliphatic Function Obtained from Partition Coefficients, J.Med.Chem. Gusmita W., Emdeniz, dan Gustafa D., 2013. Studi toksisitas nitro anilin berdasarkan hubungan kuantitatif struktur-aktivitas (HKSA) toksik amina aromatik. Jurnal kimia Universitas Andalas Vol. 2 No. 1. ISSN 2303-3401

37

Hansch C., dan Leo A., 1979. Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology. New York: Wiley Interscience. Hanum M., 2003, Analisis Hubungan Kuantitatif Antara Struktur dan Aktivitas Fungisida Turunan 1,2,4-Thiadiazolin Berdasarkan Perhitungan Muatan Bersih Atom, Skripsi S1 FMIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Hejmadi M., 2010. E-Books Introduction to Cancer Biology. Ventus publishing ApS. ISBN 978-87-7681-478-6. Hoessel R., Leclerc S., Endicott J.A., Nobel M.E., Lawrie A., Tunnah P., Leost M., Damiens E., Marie D., Marko D., Niederberger E., Tang W., Eisenbrand G., dan Meijer L., 1999. Indirubin, the active constituent of a Chinese antileukaemia medicine, inhibits cyclin-dependent kinases. Nat Cell Biol 1: 6067. Jaida B., Vassiliki T.S., Colin M., Nicolas B., Josaphine S., Alexios-Leandros S., Demetres D.L., Nikos G.O., dan Joseph M.H., 2015. An Evaluation of Indirubin Analogues as Phosphorylase Kinase Inhibitors. Journal of Molecular Graphics and Modelling. School of Physical Sciences & Computing, Division of Chemistry, University of Central Lancashire, Preston PR1 2HE, United Kingdom Jincan C., Li Q., Yong S., Lanmei C., dan KangCheng Z.A., 2008. QSAR Study and Molecular Design of Benzothiazole Derivatives as A Potent Anticancer Agents, Sci. in China Ser B., 51(2), 111-119 Jolles G., dan Wooldridge K.R.H., 1984, Drug Design: Fact or Fantasy, Academic Press Inc, London. Katerina A.N., Vasilis L., Andreas E., Constantina C., Prokopios M., Alex L. S., Laura K., dan Paul A.C., 2012. Induction of discrete apoptotic pathways by bromo-substituted indirubin derivatives in invasive breast cancer cell. Biohemial and biophysical research communications. Journal of Elsevier Science Vol 425 hal. 76-82 Kresno S., 2003. Ilmu Dasar Onkologi. Jakarta: PT Quparada Makuda Perkasa. Hal. 5-8. Kubinyi H., 1993. QSAR : Hansch Analysis and Related Approach, VCH Verlaggessellschaft.Weinheim. Lee K.W., Kwon S.Y., Hwang S., Lee J.U., dan Kim, H., 1996. Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR) Study on C-7 Substituted Quinolone, Bull. Korean Chen. Soc., 17, 147-152

38

Nainggolan O., Maria A.S., Marice S., 2009. Faktor-faktor berhubungan dengan tumor/kanker saluran cerna. Majalah kedokteran Indonesia Vol 59, Nomor 11 Ramanthan R., Than C., Das N., 1992. Cytotoxic Effect of Plant Polyphenols and Fat Soluble Vitamins on Malignant Human Cultured Cells. Cancer Letters 62: 217-224. Sajuthi D., 2001. “Ekstraksi, Fraksinasi, Karakterisasi dan Uji Hayati In Vitro Senyawa Bioaktif Daun Dewa (Gynura pseudochina (Linn.) DC.) Sebagai Antikanker, Tahap II”. Buletin Kimia 1: 75-79. Thakur, A., Thakur, M., Kakani, M., Joshi, A., Thakur, S., dan Gupta, A., 2004, Application of topological and physicochemical descriptors: QSAR study of phenylamino-acridine derivatives, Arkivoc, 14, 36-43. WHO, 2012. Fact Sheet. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/en/. 11 Oktober 2015 Wu LM, Yang YP and Zhu ZH., 1979. Studies on the active principles of indigofera tinctoria in the treatment of CML. Comm Chinese Herbal Med 9: 6–8 Yan L., Lai F., Chen X., Xiao Z., 2015. Discovery of novel indirubin derivat as potent inhibitors against CDK2 and DK9. Journal of Elsevier. Hal. 24472451

39

LAMPIRAN Lampiran 1. Nilai deskriptor 24 senyawa turunan indirubin Senyawa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

AM1_dipol 4.4117517 6.2939596 2.9861276 1.6806171 4.441134 2.9824028 2.198529 3.5394478 4.8539805 3.8245776 6.077908 2.0862985 2.2626257 2.4745476 4.0251746 2.4757717 5.3996487 2.5754242 2.5126634 4.9746423 3.9819136 6.1417022 3.8878829 2.2724841

AM1_E -86759.484 -113065.96 -91941.453 -97004.742 -118247.53 -107382.49 -128625.54 -88230.172 -75335.406 -80398.563 -101641.23 -83976.125 -96060.383 -88229.422 -83166.125 -88229.422 -109472.09 -88702.391 -88091.195 -81862.203 -86925.359 -108168.02 -86206.109 -91269.367

AM1_Eele -589330.75 -867293.19 -593433.19 -648617.63 -855295.06 -744456.88 -959799.56 -597621.44 -498454.03 -550524.44 -746758.06 -598581.25 -638520.69 -594457.63 -540783.56 -594447.56 -795847.13 -596504.19 -593207.19 -568328.38 -623495.69 -827316.19 -548782.19 -602571.06

AM1_HF AM1_HOMO AM1_LUMO apol ASA_H glob 13.53076 -9.0167303 -0.54797 56.110996 516.77759 0.23614992 44.47794 -8.8850899 -0.65921003 65.668961 572.08453 0.62634259 2.74827 -9.1435699 -0.63252002 53.660618 498.52319 0.22548658 34.989929 -8.8797998 -0.54053998 55.42741 521.6438 0.30976638 34.027691 -9.0134096 -0.62382001 63.218582 590.88806 0.3036336 63.249931 -9.0274601 -1.27061 58.154999 546.88177 0.31639886 61.752838 -9.1977396 -1.22489 65.946167 609.87683 0.329133 51.56131 -8.8499403 -0.29086 54.784203 504.7446 0.30641708 14.40439 -8.9938002 -0.47106001 50.634205 461.74982 0.22231817 46.773899 -8.7698298 -0.20686001 52.400997 476.54776 0.30528373 45.931381 -8.86028 -0.51637 60.192169 544.92639 0.28530318 56.01009 -8.6865396 -0.15479 55.494583 509.26129 0.37260062 57.767441 -9.0210199 -0.63225001 57.167412 552.09558 0.30116639 52.321491 -8.8553896 -0.38964999 54.784203 516.38538 0.3086313 20.23638 -9.1552 -0.56322998 53.01741 496.16391 0.22084001 52.588409 -8.8554697 -0.38956001 54.784203 516.43835 0.30858874 51.470322 -9.0110798 -0.59575999 62.575375 584.94031 0.30168679 40.140011 -8.8429699 -0.32098001 53.914204 502.70233 0.30853286 63.648338 -8.8544397 -0.38468 57.084206 522.13617 0.30902916 31.371519 -8.9040499 -0.47080001 56.821377 509.58588 0.15683772 63.737228 -8.7516899 -0.33875999 58.588169 527.01288 0.25502321 62.904819 -8.7799997 -0.51279998 66.379341 598.00305 0.31809837 -30.41539 -9.1511602 -0.55760002 50.52441 469.85223 0.22205715 1.85535 -8.8517599 -0.32091999 52.291203 487.89725 0.30756155

40

Senyawa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

logP(o/w) 2.5880001 2.9100001 2.257 2.1489999 2.579 0.34900001 0.77899998 2.122 1.791 1.683 2.1129999 2.1259999 2.5610001 2.122 2.23 2.122 2.552 1.916 2.5139999 2.5910001 2.483 2.9130001 1.585 1.477

logS -2.44556 -2.7479899 -2.4790499 -2.1763401 -2.7814801 -1.03745 -1.64259 -1.94108 -1.66548 -1.36277 -1.9679101 -1.70795 -2.5193901 -1.94108 -2.2437899 -1.94108 -2.5462201 -1.61283 -2.6558199 -2.69592 -2.3932099 -2.9983499 -1.47395 -1.17124

mr 8.9300404 10.522959 8.7207661 9.0359926 10.315123 9.3893652 10.651818 8.8046217 7.7327471 8.0463352 9.3194523 8.5378428 9.5247202 8.8015299 8.4871368 8.8015299 10.077602 8.5556202 9.3879414 8.6426315 8.9584637 10.234632 7.8135848 8.1279774

vol 291.25 351.625 278.625 290 335.75 305.375 352.625 288 249.75 261.875 307.5 281 311.25 284.75 274.625 285.25 332.375 274.75 288.625 279.75 289 335.125 252.5 262.625

IC50 4 -1 -0.154 -0.39700001 3.1129999 3.079 1.724 -1.08 3.3800001 -1 -0.52200001 3.3800001 -0.37599999 -0.39700001 3 0.82389998 4.7779999 4.4770002 4.7779999 -1.221 -1 0.82300001 4.4910002 1.518

$PRED 3.5768917 4.2923503 3.3041551 3.4555533 3.8881574 3.6249192 4.1282783 3.5575769 3.5097876 3.6357558 3.9830687 3.8168178 3.4288669 3.5317841 3.392724 3.5317016 3.9212074 3.5205667 3.529716 3.6947322 3.8459938 4.2552729 3.278497 3.4184954

$RES 0.83486003 2.0016093 -0.31802744 -1.7749361 0.55297661 -0.64251637 -1.929749 -0.018129017 1.344193 0.18882182 2.0948393 -1.7305192 -1.1662413 -1.0572364 0.63245064 -1.0559299 1.4784412 -0.94514245 -1.0170527 1.2799102 0.13591976 1.8864295 0.60938597 -1.1460115

41

Senyawa $Z-SCORE $XPRED $XRES 1 0.73628086 3.4572265 0.95452523 2 1.765262 4.2923503 2.0016093 3 0.28047517 3.3041551 -0.31802744 4 1.565354 3.4555533 -1.7749361 5 0.4876819 3.660527 0.7806071 6 0.56664884 3.8039365 -0.82153362 7 1.7018869 4.9101472 -2.7116182 8 0.015988367 3.5575769 -0.018129017 9 1.1854725 3.0152543 1.8387263 10 0.16652599 3.6357558 0.18882182 11 1.8474834 3.9830687 2.0948393 12 1.5261818 5.1738625 -3.087564 13 1.0285331 3.4288669 -1.1662413 14 0.93239939 3.5317841 -1.0572364 15 0.55777174 3.2919805 0.73319411 16 0.93124706 3.5563097 -1.0805379 17 1.3038688 3.3298545 2.0697942 18 0.83354127 3.6555953 -1.0801711 19 0.89696044 3.6858335 -1.1731701 20 1.1287801 3.6947322 1.2799102 21 0.11987054 3.8459938 0.13591976 22 1.6636825 3.8186457 2.3230565 23 0.53743047 2.8821571 1.0057259 24 1.0106919 3.5158355 -1.2433515

$XZ-SCORE 0.82601613 2.765262 0.28047517 1.565354 0.6713987 0.70875776 2.5596285 0.015988367 2.6884422 0.16652599 1.8474834 3.1796589 1.0285331 0.93239939 0.63178039 0.95191157 2.6048985 0.9415307 1.0300575 1.1287801 0.11987054 2.5987456 0.86129671 1.0987194

42

Lampiran 2. Model regresi multilinear Model Summary Model

R

R Square

Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

1

.939

.882

.498

1.68023

2

.939

.881

.597

1.50514

3

.939

.881

.663

1.37508

4

.936

.876

.699

1.30127

5

.935

.874

.732

1.22778

6

.932

.869

.752

1.17928

7

.929

.864

.768

1.14164

8

.906

.822

.724

1.24447

9

.887

.787

.698

1.30236

a. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), AM1_HOMO, AM1_dipol, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele b. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), AM1_HOMO, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele c. Predictors: (Constant), vol, logP(o/w), glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele d. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, AM1_LUMO, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele e. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H, apol, AM1_Eele f. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H, AM1_Eele g. Predictors: (Constant), vol, glob, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H h. Predictors: (Constant), vol, AM1_HF, logS, AM1_E, mr, ASA_H

43

Lampiran 3. Hasil SPSS R

R Square

Adjusted R Square

.888

.788

.699

Std. Error of the Estimate

Sum of Squares

Df

Mean Square

F hitung

Sig.

F tabel

F hitung/ F tabel

q2

1.29951

75.268

5

15.054

8.914

.001

3.105875

2.87009926

0.568588

Model Summary Model

R

R Square

Adjusted R Square

Std. Error of the Estimate

1

.888

.788

.699

1.29951

ANOVA Model

Sum of Squares

Df

Mean Square

F

Sig.

Regression

75.268

5

15.054

8.914

.001

Residual Total

20.265 95.533

12 17

1.689

1

Variables Entered/Removed Model

Variables Entered

Variables Removed

Method

1

vol, logS, AM1_HF, AM1_E, mr

.

Enter

44

Lampiran 4. Nilai q2 Senyawa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

AM1_E -86759.48 -113065.96 -91941.45 -97004.74 -107382.49 -128625.54 -75335.41 -101641.23 -83976.13 -96060.38 -88229.42 -88229.42 -109472.09 -88702.39 -88091.2 -86925.36 -108168.02 -91269.37

AM1_HF 13.53 44.48 2.75 34.99 63.25 61.75 14.4 45.93 56.01 57.77 52.32 52.59 51.47 40.14 63.65 63.74 62.9 1.86

logS -2.45 -2.75 -2.48 -2.18 -1.04 -1.64 -1.67 -1.97 -1.71 -2.52 -1.94 -1.94 -2.55 -1.61 -2.66 -2.39 -3 -1.17

mr 8.93 10.52 8.72 9.04 9.39 10.65 7.73 9.32 8.54 9.52 8.8 8.8 10.08 8.56 9.39 8.96 10.23 8.13

Vol 291.25 351.63 278.63 290 305.38 352.63 249.75 307.5 281 311.25 284.75 285.25 332.38 274.75 288.63 289 335.13 262.63

y 4 -1 -0.16 -0.4 3.08 -1.08 3.38 -0.52 3.38 -0.38 -0.4 3 -0.82 4.78 4.48 -1.22 -1 4.49

y' 3.521662 0.297719 1.131758 0.262986 3.176982 0.169372 3.607 -0.20894 1.802835 0.201081 2.420794 1.856575 -1.50498 2.990008 2.675887 0.792087 -4.36744 3.456142

y-y' 0.4783379 -1.2977189 -1.2917584 -0.6629863 -0.0969817 -1.2493716 -0.2269999 -0.3110604 1.57716454 -0.5810814 -2.8207938 1.14342495 0.6849813 1.78999197 1.80411282 -2.0120871 3.36744406 1.03385757 Σ

(y-y')* 0.228807 1.684074 1.66864 0.439551 0.009405 1.560929 0.051529 0.096759 2.487448 0.337656 7.956878 1.307421 0.469199 3.204071 3.254823 4.048494 11.33968 1.068861 41.21423

y rata 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667 1.311667

y-y rata 2.688333 -2.31167 -1.47167 -1.71167 1.768333 -2.39167 2.068333 -1.83167 2.068333 -1.69167 -1.71167 1.688333 -2.13167 3.468333 3.168333 -2.53167 -2.31167 3.178333 Σ q2

(y-y rata)* 7.227136 5.343803 2.165803 2.929803 3.127003 5.720069 4.278003 3.355003 4.278003 2.861736 2.929803 2.850469 4.544003 12.02934 10.03834 6.409336 5.343803 10.1018 95.53325 0.568588

45

Lampiran 5. Koefisien regresi linear Coefficients 1

Model 1 (Constant) AM1_E AM1_HF logS Mr Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -26.170 11.861

Coefficients 2

Standardized Coefficients Beta

t -2.206

Sig. .050

Model 1 (Constant)

.001

.000

3.116

3.656

.004

AM1_E

-.103

.033

-.960

-3.093

.010

AM1_HF

7.604

1.745

1.733

4.358

.001

logS

15.538

3.979

4.871

3.905

.002

Mr

-.129

.075

-1.439

-1.719

.114

Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -19.784 10.565

Model 1 (Constant) AM1_E

Standardized Coefficients Beta

t -1.902

Sig. .084

Model 1 (Constant)

.000

2.822

3.258

.008

AM1_E

AM1_HF

-.089

.030

-.814

-2.952

.013

logS

6.920

1.769

1.628

3.912

14.700

4.000

5.001

-.154

.073

-1.902

Vol

t -1.873

Sig. .088

.000

2.698

3.146

.009

-.094

.029

-.754

-3.213

.008

6.638

1.813

1.532

3.662

.004

14.656

3.921

4.917

3.737

.003

-.162

.073

-1.970

-2.211

.049

t -2.089

Sig. .061

Coefficients 4

.001

Mr

Beta

.000

Coefficients 3

Unstandardized Coefficients Std. B Error -20.488 10.771

Standardized Coefficients

Unstandardized Coefficients Std. B Error -22.010 10.535

Standardized Coefficients Beta

.001

.000

2.905

3.661

.004

AM1_HF

-.092

.030

-.821

-3.091

.010

.002

logS

7.225

1.821

1.496

3.968

.002

3.675

.004

Mr

15.037

4.121

5.117

3.649

.004

-2.114

.058

Vol

-.148

.073

-1.834

-2.019

.069

46

Coefficients 5

Model 1 (Constant) AM1_E AM1_HF logS Mr Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -21.586 10.576

Coefficients 6

Standardized Coefficients Beta

t -2.041

Sig. .066

Model 1 (Constant)

.001

.000

2.742

3.686

.004

AM1_E

-.092

.030

-.801

-3.097

.010

AM1_HF

7.183

1.670

1.673

4.300

.001

logS

14.889

4.027

4.546

3.697

.004

Mr

-.146

.073

-1.646

-1.992

.072

Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -21.433 10.556

Model 1 (Constant) AM1_E

Beta

t -2.030

Sig. .067

.001

.000

2.924

3.577

.004

-.091

.030

-.835

-3.011

.012

7.125

1.692

1.679

4.210

.001

14.748

4.117

5.031

3.583

.004

-.145

.073

-1.786

-1.976

.074

t

Sig. .057

Coefficients 7

Unstandardized Coefficients Std. B Error -23.296 10.015

Standardized Coefficients

Coefficients 8

Standardized Coefficients Beta

Unstandardized Coefficients t -2.326

Sig. .040

Model 1 (Constant)

B -21.833

Std. Error 10.273

Standardized Coefficients Beta

2.125

.001

.000

2.784

3.630

.004

AM1_E

.001

.000

2.978

3.720

.003

AM1_HF

-.098

.029

-.890

-3.354

.006

AM1_HF

-.091

.030

-.820

.011

logS

7.022

1.611

1.641

4.360

.001

logS

7.141

1.663

1.649

3.057 4.293

15.849

3.915

5.328

4.049

.002

Mr

14.843

3.966

5.025

3.743

.003

-.178

.075

-2.188

-2.358

.038

Vol

-.143

.072

-1.760

1.985

.073

Mr Vol

.001

47

Coefficients 9

Model 1 (Constant) AM1_E

Unstandardized Coefficients Std. B Error -22.627 10.088

Coefficients 10

Standardized Coefficients Beta

t -2.243

Sig. .046

Model 1 (Constant)

.001

.000

2.908

3.757

.003

AM1_E

AM1_HF

-.095

.029

-.866

-3.261

.008

logS

7.170

1.624

1.684

4.416

15.187

3.874

5.132

-.153

.070

-1.876

Mr Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -22.013 10.249

Model 1 (Constant) AM1_E

Beta

t 2.148

Sig. .055

.001

.000

2.937

3.745

.003

AM1_HF

-.093

.030

-.855

.009

.001

logS

7.306

1.675

1.699

3.143 4.361

3.920

.002

Mr

15.223

3.976

5.022

3.829

.003

-2.178

.052

Vol

-.151

.072

-1.806

2.112

.058

t

Sig. .317

Coefficients 11

Unstandardized Coefficients Std. B Error -22.307 9.610

Standardized Coefficients

.001

Coefficients 12

Standardized Coefficients Beta

Unstandardized Coefficients t -2.321

Sig. .040

Model 1 (Constant)

Standardized Coefficients

B -16.024

Std. Error 15.303

Beta

.000

.000

2.715

2.572

.026 .026

1.047

.001

.000

3.071

3.923

.002

AM1_E

AM1_HF

-.092

.028

-.892

-3.335

.007

AM1_HF

-.085

.033

-.784

logS

6.980

1.560

1.695

4.476

.001

logS

6.577

2.030

1.562

2.566 3.241

14.609

3.706

5.155

3.943

.002

Mr

11.251

8.225

3.990

1.368

.199

-.138

.067

-1.769

-2.061

.064

Vol

-.077

.153

-.996

-.505

.623

Mr Vol

.008

48

Coefficients 13

Model 1 (Constant) AM1_E AM1_HF logS Mr Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -27.918 8.653

Coefficients 14

Standardized Coefficients Beta

t -3.226

Sig. .008

Model 1 (Constant)

.001

.000

3.587

5.183

.000

AM1_E

-.116

.026

-1.047

-4.493

.001

AM1_HF

8.982

1.526

1.954

5.885

.000

logS

17.778

3.389

5.799

5.245

.000

Mr

-.159

.058

-1.895

-2.753

.019

Vol

Coefficients 15

Model 1 (Constant) AM1_E

Unstandardized Coefficients Std. B Error -23.540 10.446

Unstandardized Coefficients Std. B Error -22.301 10.208

Standardized Coefficients Beta

t -2.185

Sig. .051

.001

.000

3.118

3.771

.003

-.087

.031

-.724

-2.832

.016

7.049

1.662

1.573

4.241

.001

14.829

3.927

4.974

3.776

.003

-.142

.072

-1.737

-1.979

.073

t -2.041

Sig. .066

Coefficients 16

Standardized Coefficients Beta

t -2.253

Sig. .046

Model 1 (Constant)

Unstandardized Coefficients Std. B Error -21.586 10.576

Standardized Coefficients Beta

.001

.000

2.311

3.661

.004

AM1_E

.001

.000

2.742

3.686

.004

AM1_HF

-.093

.029

-.848

-3.186

.009

AM1_HF

-.092

.030

-.801

-3.097

.010

logS

7.408

1.674

1.735

4.426

.001

logS

7.183

1.670

1.673

4.300

.001

15.332

3.940

4.710

3.891

.003

Mr

14.889

4.027

4.546

3.697

.004

-.154

.071

-1.712

-2.165

.053

Vol

-.146

.073

-1.646

-1.992

.072

Mr Vol

49

Coefficients 17

Model 1 (Constant) AM1_E AM1_HF logS Mr Vol

Unstandardized Coefficients Std. B Error -17.625 10.038

Coefficients 18

Standardized Coefficients Beta

t -1.756

Sig. .107

Model 1 (Constant)

.000

.000

2.781

3.655

.004

AM1_E

-.076

.030

-.688

-2.534

.028

AM1_HF

Unstandardized Coefficients Std. B Error -27.918 8.653

Standardized Coefficients Beta

t -3.226

Sig. .008

.001

.000

3.587

5.183

.000

-.116

.026

-1.047

-4.493

.001

6.546

1.611

1.559

4.064

.002

logS

8.982

1.526

1.954

5.885

.000

13.652

3.797

4.733

3.596

.004

mr

17.778

3.389

5.799

5.245

.000

-.139

.067

-1.748

-2.085

.061

vol

-.159

.058

-1.895

-2.753

.019

50