Studi Qsar Senyawa Turunan Triazolopiperazin Amida Sebagai Inhibitor Enzim Dipeptidil Peptidase-IV (DPP IV) Menggunakan Metode Semiempirik AM1

dokumen-dokumen yang mirip
ALCHEMY Journal of Chemistry

Analisis Hubungan Kuantitatif Struktur Dan Aktivitas Senyawa Turunan Triazolopiperazin Amida Menggunakan Metode Semiempirik AM1

PENENTUAN METODE KOMPUTASI UNTUK ANALISIS HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS SENYAWA TURUNAN TRIAZOLOPIPERAZIN AMIDA

Insektisida Baru Turunan Karbamat Menggunakan Metoda Semiempirik PM3

PEMODELAN DAN ANALISIS QSAR TURUNAN AMINOSULFENIL METILKARBAMAT SEBAGAI INSEKTISIDA MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIK AUSTIN MODEL 1

Aplikasi Kimia Komputasi

INTISARI. Kata kunci : QSAR, fungisida, thiadiazolin

QUANTITATIVE STRUCTURE AND ACTIVITY RELATIONSHIP ANALYSIS OF 1,2,4- THIADIAZOLINE FUNGICIDES BASED ON MOLECULAR STRUCTURE CALCULATED BY AM1 METHOD

Jurusan Kimia, Fakultas MIPA UGM INTISARI

Paper submitted to the Komputasi Sains of the Indonesia Computational Society

PAH akan mengalami degradasi saat terkena suhu tinggi pada analisis dengan GC dan instrumen GC sulit digunakan untuk memisahkan PAH yang berbentuk

ANALISIS HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR ELEKTRONIK DAN AKTIVITAS SENYAWA BENZELSULFONAMIDA DENGAN PEMISAHAN DATA CARA ACAK

ABSTRAK -( ) T 3 +( ) T 4. Kata Kunci: QSAR, Principal Component Analysis, molecular modeling ABSTRACT

APLIKASI PEMISAHAN DATA SECARA ACAK PADA ANALISIS HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR ELEKTRONIK DAN AKTIVITAS SENYAWA INDOLILALKILAMINA

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS ANTIKANKER SENYAWA TURUNAN ESTRADIOL HASIL PERHITUNGAN METODE SEMIEMPIRIS AM1

HUBUNGAN KUANTITATIF SKRUKTUR AKTIVITAS SENYAWA TURUNAN 1- BENZENE ACYL-2-(METHYLINDOL-3-YL)-BENSIMIDAZOLE SEBAGAI INHIBITOR PERTUMBUHAN MCF-7

STUDI TOKSISITAS FLOROANILIN BERDASARKAN HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR AKTIFITAS (HKSA) BEBERAPA AMINA AROMATIS

PENDEKATAN QSAR DALAM PEMODELAN SENYAWA TURUNAN ASAM KARBAMAT SEBAGAI ANTI KANKER DENGAN METODE PARAMETERIZATION MODEL 3

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

KAJIAN QSPR TEMPERATUR TRANSISI GELAS DAN SIFAT KIMIA FISIK DARI POLIMER TURUNAN POLIETILEN

QUANTITATIVE STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP ANALYSIS OF CURCUMIN AND ITS DERIVATIVES AS GST INHIBITORS BASED ON COMPUTATIONAL CHEMISTRY CALCULATION

ANALISIS HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS ANALGESIK SENYAWA TURUNAN MEPERIDIN MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AM1

SIMULASI EFEKTIVITAS SENYAWA OBAT ERITROMISIN F DAN 6,7 ANHIDROERITROMISIN F DALAM LAMBUNG MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AUSTIN MODEL 1 (AM1)

Permodelan senyawa.(senny Widyaningsih dkk) PEMODELAN SENYAWA TURUNAN ASAM KARBAMAT SEBAGAI SENYAWA ANTIKANKER MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AM1

Indo. J. Chem., 2005, 5 (3),

QUANTITATIVE RELATIONSHIP OF ELECTRONIC STRUCTURE AND INHIBITION ACTIVITY OF CURCUMIN ANALOGS ON ETHOXYRESORUFIN o-dealkylation (EROD) REACTION

KAJIAN PERUBAHAN UKURAN RONGGA ZEOLIT RHO BERDASARKAN VARIASI RASIO Si/Al DAN VARIASI KATION ALKALI MENGGUNAKAN METODE MEKANIKA MOLEKULER

Pemodelan senyawa turunan p-aminofenol sebagai analgetik anti-inflamasi berdasarkan hubungan struktur dan aktivitas biologisnya

QUANTITATIF STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP ANALYSIS OF A CARBAZOLE ANALOG COMPOUNDS AS ANTIBACTERIAL USING ELECTRONICAL DESCRIPTORS

TERAPAN ANALISIS HANSCH UNTUK AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SENYAWA TURUNAN FLAVON / FLAVONOL

KOMPUTASI KIMIA SEBAGAI ALTERNATIF DALAM PENELITIAN PADA MASA KRISIS DAN MASA DEPAN 1 Eva Vaulina Yulistia Delsy 2

TERAPAN ANALISIS HANSCH PADA HUBUNGAN STRUKTUR DAN TOKSISITAS SENYAWA FENOL BERDASARKAN PARAMETER TEORITIK

ESTIMASI pk a dan pk b BERDASARKAN PENDEKATAN KIMIA KOMPUTASI DENGAN METODA SEMIEMPIRIK PM3

QSAR STUDY OF 1,10-PHENANTHROLINE DERIVATIVES AS THE ANTIMALARIAL COMPOUNDS USING ELECTRONIC DESCRIPTORS BASED ON SEMIEMPIRICAL AM1 CALCULATION

QSAR STUDY OF FLAVONE / FLAVONOL ANALOGUES AS THE ANTIRADICAL COMPOUNDS BASED ON HANSCH ANALYSIS

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS ANTIRADIKAL SENYAWA TURUNAN FLAVON / FLAVONOL BERDASARKAN PENDEKATAN FREE-WILSON

QUANTITATIVE RELATIONSHIPS BETWEEN MOLECULAR STRUCTURE AND MELTING POINT OF SEVERAL ORGANIC COMPOUNDS

Jurnal MIPA 39 (1) (2016): Jurnal MIPA.

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN INDEKS BIAS DARI SENYAWA ORGANIK BERDASARKAN DESKRIPTOR MOLEKULAR

Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas (HKSA) antikanker ( Eva Vaulina Y.D., dkk.)

LAPORAN RESMI PAKTIKUM KIMIA KOMPUTASI. Analisis Butana. Oleh : AMRULLAH 13/347361/PA/ Jum at, 4 Maret 2016 Asisten Pembimbing : Wiji Utami

*Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Gadjah Mada, Sekip Utara, Yogyakarta ABSTRAK

RELATION OF ELECTRONIC STRUCTURES WITH THEIR ANTIMALARIAL ACTIVITIES ON ARTEMISININ DERIVATIVES

TERHADAP PERUBAHAN UKURAN WINDOW

Aplikasi regresi komponen utama untuk analisis hubungan... (Andrian Saputra, dkk)

Indo. J. Chem., 2008, 8 (3),

REAKSI DEKOMPOSISI SENYAWA ERITROMISIN F DAN 6,7 ANHIDROERITROMISIN F SUATU KAJIAN MENGGUNAKAN METODE SEMIEMPIRIS AUSTIN MODEL 1 (AM1) ABSTRAK

MODEL QSAR SENYAWA FLUOROKUINOLON BARU SEBAGAI ZAT ANTIBAKTERI Salmonella thypimurium

Kampus Paingan III, Maguwoharjo, Yogyakarta 55281

KIMIA KOMPUTASI Pengantar Konsep Kimia i Komputasi

PEMODELAN INTERAKSI ETER MAHKOTA BZ15C5 TERHADAP KATION Zn 2+ BERDASARKAN METODE DENSITY FUNCTIONAL THEORY

STUDI AB INITIO: STRUKTUR MEMBRAN NATA DE COCO TERSULFONASI

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang

Indo. J. Chem. Sci. 4 (3) (2015) Indonesian Journal of Chemical Science

Islamudin Ahmad 1), Gemini Alam 2)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB 1 PEDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

ANALISIS SPEKTRA TRANSISI ELEKTRONIK BENTUK DIMER SENYAWA TABIR SURYA AVOBENZON DAN OKSIBENZON AKIBAT PENGARUH INTERAKSI IKATAN HIDROGEN

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR-AKTIVITAS ANTIBAKTERI TURUNAN BENZIMIDAZOL MENGGUNAKAN METODE PM3

UJI DAYA INHIBISI DARI EKSTRAK AIR HERBA ANDROGRAPHIS PANICULATA TERHADAP ENZIM DIPEPTIDYL PEPTIDASE IV

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

dari sifat lipofilik, elektronik, dan sterik. Sifat lipofilik mempengaruhi kemampuan senyawa menembus membran biologis yang dipengaruhi oleh sifat

PENGGUNAAN FRONTIER ORBITAL MOLEKUL SEBAGAI DESKRIPTOR PADA ANALISIS HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR AKTIVITAS (HKSA) TOKSIK SENYAWA KHLOROFENOL

BAB I PENDAHULUAN. Tabel 1. Klasifikasi Hipertensi Berdasarkan Tekanan Darah (Benowitz,2012)

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian

Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas kurkumin dan turunannya sebagai inhibitor GST

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER. Mata Kuliah : KIMIA KOMPUTASI Semester: VI (ENAM) sks: 3 Kode: D

Apa itu Biokimia? Definisi:

MODIFIKASI INHIBITOR SB-3CT UNTUK MENGHAMBAT KERJA MATRIKS METALLOPROTEINASE 2 DALAM PENYEBARAN SEL KANKER SECARA IN SILICO SKRIPSI

Obat Diabetes Farmakologi. Hipoglikemik Oral

Jurnal MIPA 38 (2) (2015): Jurnal MIPA.

PREDIKSI TIPE AKTIVITAS SENYAWA TABIR SURYA HOMOSALAT BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRA TRANSISI ELEKTRONIK PADA KONFIGURASI BENTUK DIMER DAN SOLUT-SOLVEN

inflamasi non steroid turunan asam enolat derivat oksikam yaitu piroksikam (Mutschler, 1991; Gringauz, 1997). Piroksikam digunakan untuk pengobatan

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS ANTIKANKER SENYAWA TURUNAN BAKTERIOFEOFORBID A

Alur/flowchart perhitungan kimia komputasi

MODELING HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS (HKSA) PINOCEMBRIN DAN TURUNANNYA SEBAGAI ANTI KANKER

MATA KULIAH FARMAKOKIMIA II ( FAS 3521 )

PENDAHULUAN KIMIA MEDISINAL

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

KAJIAN HUBUNGAN KUANTITATIF ANTARA STRUKTUR ELEKTRONIK DAN AKTIVITAS SENYAWA INDOLILALKILAMINA BERDASARKAN HASIL PERHITUNGAN METODE AM1

MOLECULAR MODELLING OF M n+.[dbz16c5] COMPLEXES, M = Li +, Na + AND Zn 2+ BASED ON MNDO/d SEMIEMPIRICAL METHOD

J. Ind. Soc. Integ. Chem., 2013, Volume 5, Nomor 2 PERHITUNGAN MOMEN DWIKUTUB MOLEKUL AIR DENGAN TEORI GRUP

Apa itu Biokimia? Definisi:

Fugasitas. Oleh : Samuel Edo Pratama

AKTIVITAS INHIBISI DARI EKSTRAK ETANOL DAUN SYZYGIUM POLYANTHUM TERHADAP ENZIM DIPEPTIDYL PEPTIDASE IV FELDA ULUMBU

BAB I PENDAHULUAN. usaha penelitian untuk mencari senyawa baru semakin berkembang dengan pesat.

STRUKTUR SOLVASI ION SKANDIUM(I) DALAM AMMONIA BERDASARKAN METODE MEKANIKA KUANTUM DAN MEKANIKA KLASIK

IJCR-Indonesian Journal of Chemical Research p. ISSN: Vol.3 No.1-2, Hal

2. Substitusi dengan kelompok halogen OH. Halogen gugus-oh diganti dengan menggunakan pereaksi atau PCl5 PCL3:

Tutorial Aplikasi Kimia Hyperchem

Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas

Bentuk-Bentuk Molekul

PEMODELAN MOLEKUL SENYAWA BERPOTENSI SUNSCREEN BERBASIS STRUKTUR MOLEKUL MYCOSPORINE-LIKE AMINO ACIDS-GLYCINE

pada penderita tukak lambung dan penderita yang sedang minum antikoagulan (Martindale, 1982). Pada penelitian ini digunakan piroksikam sebagai

MODELING OF ALKYL SALICYLATE COMPOUNDS AS UV ABSORBER BASED ON ELECTRONIC TRANSITION BY USING SEMIEMPIRICAL QUANTUM MECHANICS ZINDO/s CALCULATION

QSAR DAN MOLECULAR DOCKING SENYAWA DERIVAT LUMIRACOXIB, INHIBITOR OKSIGENASI 2-AG PADA TERAPI INFLAMASI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

Kehidupan. Senyawa kimia dalam jasad hidup Sintesis dan degradasi. 7 karakteristik kehidupan. Aspek kimia dalam tubuh - 2

MODIFIKASI TIPRANAVIR UNTUK MENINGKATKAN KINERJA INHIBISI PADA ENZIM HIV-1 PROTEASE SECARA IN SILICO SKRIPSI. Oleh Ribka Wulandari NIM

Transkripsi:

Studi Qsar Senyawa Turunan Triazolopiperazin Amida Sebagai Inhibitor Enzim Dipeptidil Peptidase-IV (DPP IV) Menggunakan Metode Semiempirik AM1 QSAR Studies on Triazolopiperazine Amide Derivatives as Inhibitors of Dipeptidyl Peptidase-IV (DPP IV) Enzyme Using Semiempirical AM1 Anjar Purba Asmara, Mudasir, dan Dwi Siswanta Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Gadjah Mada Abstrak Studi QSAR (Quatitative Structure-Activity Relationship) telah dilakukan untuk senyawa turunan triazolopiperazin amida sebagai inhibitor enzim DPP IV (dipeptidil peptidase-iv) yang merupakan penyebab diabetes melitus tipe 2. Studi ini dilakukan dengan pemodelan struktur senyawa turunan triazolopiperazin amida dan perhitungan deskriptor QSAR dilakukan dengan metode semiempirik AM 1 (Austin Model 1) yang tersedia dalam program Hyperchem. Analisis QSAR dilakukan dengan metode analisis regresi multilinear untuk parameter elektronik dan molekular dengan program SPSS. Model persamaan terbaik yang diperoleh dengan metode ini sebagai berikut. -log IC 50 = 155,259 + (13,149*qC1) + (1692,869*qC9) + (1300,431*qC10) + (601,809*qO25) + (4,762*E H) n = 18; r 2 = 0,566; adjusted r 2 = 0,385; F hit/f tab = 1,007; PRESS = 5,500x10 5 Kata kunci: QSAR, triazolopiperazin amida, DPP IV, AM1 Abstract QSAR (Quatitative Structure-Activity Relationship) study has been done on derivatives of triazolopiperazine amide as inhibitors of dipeptidyl peptidase-iv (DPP IV) enzyme that causes diabetes mellitus type 2. The studies was begun by modeling the structures of the derivatives of triazolopiperazine amide and calcutating the descriptors of QSAR by semiempirical AM 1 (Austin Model 1) which is available on Hyperchem program. QSAR analysis was done by multilinear regression method analysis which is available on SPSS program using electronic and molecular parameters. The best QSAR equation model for the method are as follow. -log IC 50 = 155.259 + (13.149*qC1) + (1692.869*qC9) + (1300.431*qC10) + (601.809*qO25) + (4.762*EH) n = 18; r 2 = 0.566; adjusted r 2 = 0.385; F hit/f tab = 1.007; PRESS = 5.500x10 5 Keywords: QSAR, triazolopiperazine amide, DPP IV, AM1 1. Pendahuluan Telah bertahun-tahun, para ilmuwan menggantungkan penelitiannya pada hasil uji toksisitas melalui model hewan percobaan untuk mendapatkan estimasi toksisitas dan aktivitas obat pada manusia. Pemodelan suatu obat membutuhkan langkah yang panjang sehingga berpengaruh pada lamanya waktu yang dibutuhkan dan besarnya biaya yang harus dikeluarkan. Penelitian tentang obat ini juga sering menunjukkan hasil uji toksisitas dan aktivitas yang tidak lebih baik dari obat yang sudah ada. Kimia komputasi adalah bidang ilmu kimia yang menggunakan fasilitas perangkat lunak dan perangkat keras komputer untuk mempelajari sifat-sifat suatu molekul berdasarkan persamaan mekanika kuantum. Kimia komputasi telah mengubah secara substansial hubungan antara teori dan eksperimen. Dengan menggunakan metode-metode yang telah ada, ilmuwan bisa mensimulasikan suatu reaksi kimia yang sulit dijalankan secara 288

Berkala MIPA, 23(3), September 2013 eksperimental, seperti reaksi yang membutuhkan tekanan dan suhu yang sangat tinggi atau reaksi kimia yang menghasilkan senyawa yang berbahaya. Komputasi kimia mampu memprediksi aktivitas dan cara kerja yang dimiliki oleh suatu molekul termasuk obatobatan. Salah satu ruang lingkup kimia komputasi yang banyak digunakan adalah Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR). QSAR dapat digunakan untuk mempelajari hubungan antara struktur molekul dengan aktivitas biologisnya yang dinyatakan secara kuantitatif. Bidang pendesainan obat adalah yang paling banyak menggunakan ruang lingkup ini. Metode QSAR mampu mengurangi biaya dan resiko dalam industri obat-obatan. Metode ini sangat cocok untuk memprediksikan senyawa obat untuk penyakit-penyakit yang mematikan. Salah satu penyakit tersebut adalah penyakit gula atau diabetes mellitus. Diabetes mellitus dibagi menjadi dua tipe, yaitu tipe 1 karena kegagalan produksi insulin dan tipe 2 karena kegagalan sel dalam menggunakan insulin (Shoback et al., 2011). Penyebab timbulnya penyakit diabetes tipe 2 adalah adanya enzim dipeptidil peptidase IV (DPP IV) atau yang dikenal sebagai protein kompleks adenosin deaminase 2. Dengan diketahuinya DPP IV sebagai penyebab timbulnya diabetes tipe 2, para ilmuwan bidang kimia medisinal mengembangkan senyawa yang dapat berfungsi sebagai penghambat kinerja enzim DPP IV. Senyawa inhibitor DPP IV ada dua macam, yaitu: substrate-like inhibitor dan nonsubstrate-like inhibitor. Golongan substrate-like inhibitor meliputi: sianopirolidin, vidagliptin, dan saksagliptin. Golongan nonsubstrate-like inhibitor terdiri dari sitagliptin dan alogliptin (Monika et al., 2009). Dari beberapa senyawa obat untuk terapi medis diabetes tipe 2, senyawa jenis sitagliptin lebih menarik dan menjanjikan. Beberapa kerugian yang ditimbulkan senyawa obat antara lain: hipogliklemia oleh sulfonilurea dan meglitinida; kegemukan oleh sulfonilurea, meglitinida dan thiazolidinedion; serta intoleransi gastrointestinal oleh metformin dan inhibitor alfa-glukosida. Hal inilah yang mendorong program pengembangan sitagliptin sebagai terapi medis yang baru untuk diabetes tipe 2. Sitagliptin dikembangkan dengan mekanisme aksi yang berbeda dari senyawa obat sebelumnya, lebih aman dan toleran bagi tubuh, serta memiliki tingkat kemujaraban dan ketahanan yang tinggi. Sitagliptin merupakan senyawa yang termasuk ke dalam golongan triazolopiperazin amida. Triazolopiperazin amida merupakan senyawa obat yang memiliki sifat farmakokinetik yang sangat bagus (Monika et al., 2009). Saqib dan Shiddiqi (2009) telah mampu melakukan studi QSAR terhadap senyawa turunan triazolopiperane amida. Saqib et al. mengkorelasikan struktur atau sifat deskriptor senyawa ini dengan aktivitas eksperimentalnya. Penelitian ini mampu menghasilkan petunjuk yang bermanfaat bagi modifikasi struktur senyawa inhibitor ini sehingga membantu penelitian berikutnya untuk mengembangkan turunan senyawa triazolopiperazin amida yang lebih aktif. Penelitian ini bermaksud untuk mengembangkan senyawa turunan triazolopiperazin amida yang baru yang diharapkan memiliki aktivitas biologis yang lebih tinggi dari senyawa sebelumnya. Penelitian ini merupakan studi QSAR dengan menggunakan metode semiempirik. Metode ini dipilih karena tingkat ketelitiannya cukup tinggi sedangkan waktu perhitungannya relatif cepat (Pranowo, 2003). Metode statistika yang digunakan pada penelitian ini adalah metode analisis regresi multilinear karena deskriptor yang dihasilkan dari metode semiempirik relatif banyak. 289

2. Metode Penelitian 2.1 Optimasi Geometri Sebanyak 22 senyawa turunan triazolopiperazin amida yang digunakan sebagai bahan penelitian dibuat struktur dua dimensi (2D) menggunakan program Hyperchem 7.0, kemudian struktur tersebut dilengkapi dengan atom hidrogen untuk mendapatkan struktur yang lengkap sekaligus bentuk tiga dimensinya (3D). Struktur bentuk 3D tersebut dibentuk model molekulnya (model build) untuk memperoleh struktur yang mendekati keadaan paling stabil. Langkah selanjutnya adalah optimasi geometri, yaitu untuk mencari struktur molekul yang paling stabil. Metode semiempirik yang digunakan untuk optimasi geometri adalah metode semiempirik yang paling mendekati eksperimen sesuai dengan langkah validasi metode di atas. Batas konvergensi sebesar 0,001 kkal/a yaitu batas gradient perubahan energi per perubahan posisi. Batas iterasi yang digunakan adalah sebesar 32767. Metode optimasi yang digunakan adalah metode gradien sekawan (Conjugate gradient) dengan algoritma Polak Ribiere. 2.2 Perhitungan Parameter Elektronik dan Molekular Struktur hasil optimasi tersebut dilakukan perhitungan single point dengan output data dikumpulkan pada file rekaman (file.log). Untuk memulai rekaman dilakukan start log dan untuk mengakhiri rekaman dilakukan stop log. Data yang terdapat dalam file rekaman adalah data-data energi dan muatan bersih atom. Data muatan atom parsial, luas permukaan, volume, energi hidrasi, log P, refraktivitas molar, polarisabilitas molekular dan massa molekul dapat dilihat pada QSAR properties dari program Hyperchem. 2.3 Analisis QSAR Untuk memperoleh model persamaan QSAR penelitian ini menggunakan analisis regresi multilinear. Analisis regresi multilinear dilakukan dengan program SPSS 13 menggunakan metode enter dan backward. Parameter yang digunakan sebagai variabel bebas adalah parameter elektronik dan molekular yang diperoleh dari file.log dan QSAR Properties, sedangkan variabel terikat adalah aktivitas inhibisi dari senyawa turunan triazolopiperazin amida yang tercermin pada harga -log IC50. 2.4 Analisis QSAR dengan Parameter Elektronik dan Molekular Variabel bebas yang digunakan pada analisis QSAR dengan parameter elektronik dan molekular ini adalah log P, muatan bersih atom (q), momen dwikutub (n), energi hidrasi (EH), polarisabilitas molekular (a), total energi (ET), energi ikatan (Eb), energi atomik terisolasi (Eat.is), energi elektronik (Ee), interaksi inti-inti (Eint), luas permukaan (SA), volum (V), refraktivitas molar (RM), massa molekular (MW), dan panas pembentukan (AHf). Variabel terikat yang digunakan adalah -log IC50. Langkah-langkah penelitian untuk mencari model persamaan QSAR terbaik adalah sebagai berikut: a. Memilih empat senyawa uji secara acak dari total senyawa turunan triazolopiperazin amida yang digunakan. Senyawa uji ini digunakan untuk validasi model persamaan QSAR yang terbaik. Senyawa sisanya (sebanyak 18 senyawa) digunakan sebagai senyawa fitting untuk mencari model persamaan QSAR. b. Dalam mencari model persamaan QSAR digunakan analisis regresi multilinear dengan metode enter dan backward dari program SPSS. Model persamaan QSAR yang diperoleh dengan berbagai kombinasi variabel bebas. c. Pemilihan model persamaan QSAR yang terbaik dengan memperhatikan parameterparameter statistik seperti harga r, r 2, adjusted r 2, F, dan PRESS. d. Validasi model persamaan QSAR yang terbaik dengan membuat kurva hubungan -log 290

Berkala MIPA, 23(3), September 2013 IC50 eksperimen Vs -log IC50 prediksi dari empat senyawa uji yang telah dipilih di awal tadi. 2.5 Pemilihan Model Persamaan QSAR Terbaik dari Analisis QSAR Menggunakan Parameter Elektronik dan Molekular Model persamaan QSAR terbaik ditentukan dari hasil analisis QSAR dengan parameter elektronik dan molekular. Model persamaan yang dapat memprediksi harga aktivitas biologis (-log IC50) yang paling mendekati harga aktivitas biologis (-log IC50) eksperimen merupakan model persamaan QSAR yang terbaik. Hal ini dapat dilihat dari kurva hubungan -log IC50 eksperimen Vs -log IC50 prediksi. 2.6 Desain Senyawa Baru Model persamaan QSAR terbaik yang telah diperoleh tersebut digunakan untuk mendesain senyawa turunan triazolopiperazin amida dengan aktivitas sebagai antidiabetik yang lebih baik dari senyawa turunan triazolopiperazin amida yang telah ada sebelumnya. Desain senyawa baru dilakukan dengan mengubah jenis dan posisi substituen. Semua senyawa baru yang telah didesain tersebut dicari struktur yang paling stabil menggunakan Hyperchem 9 dengan metode semiempirik hasil validasi metode. Seperti halnya langkah membuat model persamaan QSAR sebelumnya, desain senyawa baru ini juga dihitung parameter elektronik dan molekular kemudian parameter-parameter tersebut dimasukkan pada model persamaan QSAR terbaik yang telah diperoleh sebelumnya untuk memprediksi harga aktivitas antidiabetiknya (-log IC50). Bila harga -log IC50 dari senyawa baru lebih besar dari senyawa sebelumnya, maka senyawa baru tersebut mempunyai aktivitas inhibisi yang lebih baik daripada senyawa sebelumnya. 3. Hasil dan Pembahasan Sebanyak 18 senyawa turunan triazolopiperazin amida dihitung dioptimasi dengan metode semiempirik AM1 untuk mengetahui besarnya variabel elektronik dan molekular. Gambar induk senyawa ini ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Struktur 2D senyawa induk triazolopiperazin amida dengan nama:(2r)-4- Okso-4-[3-(Trifluorometil)-5,6-dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8H)-il]-1- fenilbutan-2-amina 3.1 Analisis QSAR dengan Metode Semiempirik AM1 Analisis ini menghasilkan 12 model persamaan QSAR. Pemilihan model persamaan QSAR terbaik memperhitungkan parameter-parameter statistik seperti harga r2 (koefisien korelasi), adjusted r2, SD (Standar Deviasi), Fhit/Ftab, PRESS (Predicted Residual Sum of Square). Berdasarkan pertimbangan tersebut, tiga model layak untuk diusulkan sebagai model persamaan yang terbaik, yaitu: model 10; model 11; dan model 12. Hasil validasi menggunakan senyawa uji adalah sebagai berikut: 291

Model 10: y = 0,989x r 2 = 0,965 Model 11: y = 0,977x r 2 = 0,888 Model 12: y = 0,992x r 2 = 0,945 Hasil analisis ini menunjukkan bahwa slope yang paling mendekati satu adalah model 12. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa untuk parameter elektronik dan molekular, model persamaan QSAR terbaik adalah model 12. Model persamaan QSAR no 12 metode AM1 secara lengkap ditulis sebagai berikut: -log IC50 = 155,259 + (13,149*qC1) + (1692,869*qC9) + (1300,431*qC10) + (601,809*qO25) + (4,762*EH) n = 18; r 2 = 0,566; adjusted r 2 = 0,385; Fhit/Ftab = 1,007; PRESS = 5,500 10 5 Gambar 2a. Kurva hubungan -log IC 50 eksperimen dengan -log IC 50 prediksi untuk model 10 Gambar 2b. Kurva hubungan -log IC 50 eksperimen dengan -log IC 50 prediksi untuk model 11 292

Berkala MIPA, 23(3), September 2013 Gambar 2c Kurva hubungan -log IC 50 eksperimen dengan -log IC 50 prediksi untuk model 12 3.2 Desain Senyawa Baru Penentuan substituen di gugus fenil juga memperhatikan hasil penelitian Saqib et al. (2009). Penelitiannya menganalisis pengaruh faktor sterik, elektrostatis, dan hidrofobisitas substituen di gugus fenil terhadap aktivitas biologisnya dengan metode CoMFA dan CoMSIA. Hasil penelitian tersebut dapat dijadikan petunjuk dalam mengembangkan senyawa turunan triazolopiperazin amida yang diharapkan mempunyai aktivitas bologis yang lebih tinggi daripada senyawa sebelumnya. Model 12 sebagai model persamaan QSAR terbaik metode semiempirik AMI digunakan untuk mendesain senyawa baru dan memprediksi aktivitas biologisnya. Desain senyawa baru tersebut dioptimasi secara geometri kemudian dihitung dengan parameter-parameter yang terdapat pada model 12, yaitu parameter qc1, qc9, qc10, qo25, dan Eh. Harga -log IC50 pada senyawa baru yang telah diprediksi menggunakan model persamaan QSAR terbaik metode semiempirik AM1 disajikan pada Tabel 1. Senyawa-senyawa baru yang dirancang menggunakan model terbaik dari metode semiempirik AM ini memberikan harga -log IC50 yang cukup memuaskan. Dari 17 senyawa yang diusulkan, hanya 2 senyawa yang memiliki harga aktivitas inhibisi yang lebih tinggi dari senyawa terbaik sebelumnya (-log IC50>7,74). Sisanya memiliki harga -log IC50<7,74. Senyawa yang harga aktivitas inhibisinya lebih baik perlu dikaji secara kimia untuk menentukan kemungkinan bisa-tidaknya senyawa tersebut disintesis dan tingkat kestabilan senyawa tersebut secara fisiokimia. Senyawa no 25 dengan substituen 2-F-5-NH2 memberikan harga -log IC50 = 8,207. Senyawa ini memiliki substituen atom N yang termasuk atom yang elektronegatif sehingga mampu membuat jaringan ikatan hidogen. Pada umumnya, ikatan hidrogen yang terbentuk lebih kuat daripada ikatan hidrogen yang dibangun oleh atom F. Dari sudut pandang inilah, senyawa no 24 bisa dijelaskan memiliki aktivitas inhibisi lebih tinggi dari senyawa terbaik sebelumnya, yaitu senyawa no 9 dan 21. Substituen ini juga cukup memenuhi kantung S1 karena ukuran atom F dan gugus NH2 relatif sedang dibandingkan atom H dan halogen lainnya. Dilihat dari faktor sterik, letak kedua substituen juga tidak terlalu dekat sehingga gaya tolakan keduanya minimal. 293

Tabel 1. Harga -log IC 50 prediksi pada senyawa baru turunan triazolopiperazin amida hasil perhitungan metode AM1 39 40 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-«]pirazin-7(8//)-il]-1-(2-fluoro- 5-hidroksofenil)butan-2-amina No Nama Senyawa R -log IC 50 Prediksi 24 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(4-amino- 2-F-4-NH 2 7,374 25 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(5-amino- 2-F-5-NH 2 8,207 26 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(6-amino- 2-F-6-NH 2 6,517 27 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(4,6-2-f-4,6-di-nh 2 7,451 diamino- 28 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(3-bromo- 2-F-3-Br 7,370 29 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(4-bromo- 2-F-4-Br 7,238 30 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(5-bromo- 2-F-5-Br 6,998 31 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(5-siano- 2-Cl-5-CN 5,389 2-klorofenil)butan-2-amina 32 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(3,5-2-cl-3,5-di-cn 6,512 disiano-2-klorofenil)butan-2-amina 33 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(3-amino- 2-Cl-3-NH 2 7,322 2-klorofenil)butan-2-amina 34 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(4-amino- 2-Cl-4-NH2 7,224 2-klorofenil)butan-2-amina 35 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(6-amino- 2-klorofenil)butan-2-amina 2-Cl-6-NH 2 7,542 36 2-Cl-4,6-didihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8H)-il]-1-(4,6- NH 2 diamino-2-klorofenil)butan-2-amina 6,836 37 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(2-2-f-4-oh 6,726 fluoro-4-hidroksofenil)butan-2-amina 38 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-«]pirazin-7(8//)-il]-1-(2-fluoro- 6-hidroksofenil)butan-2-amina 2-F-6-OH 7,068 dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-«]pirazin-7(8//)-il]-1-(2-fluoro- 4,6-dihidroksofenil)butan-2-amina 2-F-4,6-di- OH 6,887 2-F-5-OH 8,570 294

Berkala MIPA, 23(3), September 2013 Senyawa no 40 dengan substituen 2-F-5-OH memberikan harga -log IC50 = 8,570. Senyawa ini memiliki substituen atom O yang juga termasuk atom yang elektronegatif sehingga mampu membuat jaringan ikatan hidogen. Pada umumnya, atom O akan memebentuk ikatan hidrogen yang paling kuat daripada ikatan hidrogen yang dibangun oleh atom F dan N. Dari sudut pandang inilah, senyawa no 25 bisa dijelaskan memiliki aktivitas inhibisi lebih tinggi dari senyawa terbaik sebelumnya, yaitu senyawa no 9 dan 21, dan senyawa prediksi terbaik no 25. Substituen ini juga cukup memenuhi kantung S1 karena ukuran atom F dan gugus -OH relatif sedang dibandingkan atom H dan halogen lainnya. Gambar 3a. Senyawa prediksi terbaik: dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(5-amino-2-fluorofenil)butan-2- amina dalam model3d balls and cylinders Gambar 3b. Senyawa prediksi terbaik: dihidro[1,2,4]triazolo[4,3-a]pirazin-7(8h)-il]-1-(2-fluoro-5-hidrokso-fenil)butan-2- amina dalammodel 3D balls and cylinders 4. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan di atas, kesimpulan yang dapat ditarik sebagai berikut. 1. Metode semiempirik AM1 dapat digunakan untuk memodelkan senyawa turunan triazolopiperazin amida dengan baik karena hasil perhitungannya mendekati hasil perhitungan metode ab initio yang akurat. 2. Hubungan parameter elektronik dan molekular senyawa turunan triazolopiperazin amida dengan aktivitas inhibisinya dapat dianalisis menggunakan metode regresi multilinear. Model persamaan QSAR terbaik yang diperoleh adalah: -log IC 50 = 155,259 + (13,149*qC1) + (1692,869*qC9) + (1300,431*qC10) + (601,809*qO25) + (4,762*Eh) n = 18; r 2 = 0,566; adjusted r 2 = 0,385; Fhit/Ftab = 1,007; PRESS = 5,500x10 5 295

Daftar Pustaka Kim, D., Wang, L., Beconi, M., Eiermann, G. J., Fisher, M. H., He, H., Hickey, G. J., Kowalchick, J. E., Leiting, B., Lyons, K., Marsilio, F., McCann, M. E., Patel, R. A., Petrov, A., Scapin, G., Patel, S. B., Roy, R. S., Wu, J. K., Wyvratt, M. J., Zhang, B. B., Zhu, L., Thornberry, N. A., dan Weber, A. E., 2005, (2R)-4-Oxo-4-[3-(Trifluoromethyl)-5,6-dihydro [1,2,4]triazolo [4,3- a]pyrazin-7(8h)-yl] -1-(2,4,5 -trifluorophenyl) butan-2-amine: A Potent, Orally Active Dipeptidyl Peptidase IV Inhibitor for the Treatment of Type 2 Diabetes, J. Med. Chem. Vol. 48 hal 141-151 Monika, G., Sarbjot, S., dan Punam, G., 2009, Dipeptidyl Peptidase-4Inhibitors: A New Approach in Diabetes Treatment, Int J. Drug Dev.& Res. Vol. 1 Issue 1 hal 146156 Mudasir, Iqmal T., dan Ida P. A. M. P., 2003, Quantitative Structure and Activity Relationship Analysis of 1,2,4-Thiadiazoline Fungicides Based on Molecular Structure Calculated by Am1 Method, Indo. J. Chem., Gadjah Mada University, Yogyakarta Pranowo, H. D., 2003, Kimia Komputasi, Pusat Kimia Komputasi Indonesia-Austria, Kimia FMIPA UGM,Yogyakarta Saqib, U., dan Siddiqi, M. I., 2009, 3D-QSAR studies on triazolopiperazin amide inhibitors of dipeptidyl peptidase-iv as anti-diabetic agents, SAR and QSAR in Environmental Research Vol. 20 No. 5 Hal. 519-535 Sastrohamidjojo, I., dan Pranowo, H. D.,2009, Sintesis Senyawa Organik, Erlangga, Jakarta. Shoback, 2011, (terjemahan oleh David G. Gardner, Dolores). Greenspan's basic & clinical endocrinology (9th ed.). New York: McGraw- Hill Medical. ISBN 0-07-162243-8 VilsbØll, T., Hare, K. J., Bagger, J. O., dan Knop, F. K., 2009, Glucagon-like peptide-1 and diabetes treatment, Review Article Vol. 21 No 1 296