## KAJIAN DOCKING DAN PREDIKSI BEBERAPA ASPEK FARMAKOKINETIKA DESAIN MOLEKUL TURUNAN KUININ SEBAGAI UPAYA MENEMUKAN KANDIDAT SENYAWA ANTIMALARIA YANG BARU
Rahmana Emran Kartasasmita 1 , Rina Anugrah 2 , Daryono Hadi Tjahjono 1
1 Sekolah Farmasi, Institut Teknologi Bandung, Jl, Ganesha No.10
2 Prodi Studi Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Jenderal Achmad Yani, Jl. Terusan Sudirman, Cimahi, anoegrah1010@gmail.com

## ABSTRAK
Kuinin  merupakan  obat  antimalaria  dengan  t½  eliminasi  yang  panjang,  mencapai  11-18  jam, serta  memiliki  berbagai  efek  samping  yang  cukup  berat.  Dikaitkan  dengan  struktur  dan  sifat fisikokimianya,  hal  tersebut  dapat  disebabkan  tingginya  lipofilisitas  kuinin  dan  metabolitnya serta kemungkinan afinitas senyawa tersebut terhadap reseptor tertentu, di luar target kerja pada plasmodium.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  memperoleh  desain  turunan  kuinin  yang  memiliki aktivitas antimalaria setara atau lebih baik  dari kuinin dengan  efek samping  yang  lebih ringan menggunakan  metode molecular  modeling ,  terkhususnya  kajian docking antara  ligan  dengan target. Desain turunan kuinin dilakukan  melalui substitusi atom hidrogen pada cincin kuinolin dengan  gugus  fungsi  polar,  mencakup  gugus  -OH,  -COOH,  dan  -SO 3 H.  Ferriprotoporfirin  IX digunakan sebagai target kerja antimalaria dan reseptor muskarinik M2 sebagai target kerja lain yang diperkirakan menyebabkan efek samping. Beberapa aspek farmakokinetika desain turunan kuinin  yang  diperoleh  diprediksi  secara  kualitatif  menggunakan  aturan  Lipinski,  dan  secara kuantitatif  menggunakan program PreADMET, terdiri dari parameter absorpsi, distribusi serta reabsorpsi  di  ginjal.  Telah  diperoleh  4  desain  senyawa  turunan  kuinin  yang  potensial  yaitu kuinin  tersubstitusi  -OH  pada  atom  C7’,  kuinin  tersubtitusi  -COOH  pada  atom  C5’  dan  -OH pada atom C6’, kuinin tersubtitusi –SO 3 H pada atom C8’ serta kuinin tersubtitusi -SO 3 H pada atom C8’ dan -OH pada atom C6’.
Kata kunci :  antimalaria, docking , ferriprotoporfirin IX, kuinin.

## ABSTRACT
Quinine is an antimalarial  drug  with a  long  elimination  half-life (t ½), about 11-18 hours and variuos  severe  side  effects.  Considering  the  structure  and  physico-chemical  properties  of quinine, those side effects and toxicities might be related with high lipophilicity of quinine and its  metabolites  and  their  probable  affinities  on  certain  receptor  in  addition  to  work  target  in plasmodium.  This  study  aims  to  obtain  designs  of  quinine  derivatives  having  equivalent  or better  antimalarial  activities  with  lesser  side  effects  applying  molecular  modeling  method, especially  docking  study  between  ligand  and  target.  Quinine  derivatives  were  designed  by substitution  of  hydrogen atoms  of  different positions  in the quinoline ring  with three  different polar  functional  groups,  including  –OH,  -COOH,  and  -SO 3 H.  Ferriprotoporphyrin  IX  was chosen  as  work  target  in  plasmodium,  while  M2  muscarinic  receptor  was  used  as  additional work  target  predicted  to  be  responsible  for  side  effects.  Pharmacokinetic  aspects  of  quinine derivatives designs were qualitatively predicted by Lipinski’s rules of five and quantitatively by online  PreADMET  program,  including  absorption,  distribution,  and  reabsorption  in  kidney.  4 compound  designs  were  obtained  and  predicted  to  be  potential  candidates,  including  quinine substituted  with  -OH  at  C7'  atom,  quinine  substituted  with  –COOH  at  C5’  and  –OH  at  C6’ atoms, quinine substituted with –SO 3 H at C8’ and quinine substituted with -SO 3 H at C8’ and – OH at C6’ atoms.
Key words :  antimalarial drug, docking, ferriprotoporphyrin IX, lipophilicity

## PENDAHULUAN
Malaria  merupakan  penyakit  menular yang  terdapat  hampir  di  seluruh  bagian dunia,  terutama  di  negara-negara  beriklim tropis dan sub tropis. Menurut World Health Organization (WHO),  pada  tahun  2012 terjadi penyebaran  malaria di 99  negara dari 104  negara  yang  di  data  WHO,  Indonesia merupakan  salah  satunya  (WHO,  2012). Menurut  Direktorat  Jenderal  Pengendalian Penyakit Bersumber Binatang Kemenkes RI, pada  tahun  2012  terdapat    417.819  kasus positif  malaria. Upaya  pengendalian  dan pemberantasan  penyakit  malaria  sudah sangat  banyak  dilakukan.  Namun  demikian, penyakit  ini  kembali  berkembang  akibat meningkatnya  kasus  resistensi  terhadap beberapa  obat  antimalaria,  resistensi  vektor terhadap  insektisida,  dan  migrasi  manusia dari  satu  daerah  ke  daerah  lain  (Fauci  dkk, 2008).
Malaria  merupakan  penyakit  infeksi eritrosit  yang  disebabkan  oleh  parasit protozoa  dari  genus Plasmodium .  Protozoa tersebut  masuk  ke  dalam  tubuh  manusia melalui  perantara  nyamuk Anopheles betina. Ada  empat  spesies Plasmodium yang  umum menginfeksi  manusia  yaitu P.  falciparum, P.  vivax,  P.  ovale dan P.  malariae .  Dari  ke empat  spesies  tersebut,  yang  paling  sering menimbulkan  penyakit  yang  parah  bahkan kematian  adalah P.  falciparum ,  sedangkan spesies  lain  umumnya  hanya  menyebabkan demam  dan  kadang-kadang  anemia  (Fauci dkk, 2008 dan Brunton, 2006).
Kuinin  merupakan  skizontosida  darah yang  efektif  pada  siklus  eritrositik  ke  empat spesies  plasmodium  (Brunton,  2006). Meskipun  obat  ini  tidak  lagi  menjadi  terapi pilihan  utama  karena  beberapa  efek sampingnya  yang  berat,  namun  kombinasi kuinin  dengan  obat  lain  seperti  doksisiklin, tetrasiklin  atau  klindamisin  menjadi  terapi lini  kedua  apabila  infeksi  malaria  tidak teratasi  oleh  obat  pilihan  utama  (WHO, 2010).
Kuinin  diabsorpsi  dengan  cepat  jika diberikan  secara  oral  dan  konsentrasi maksimal dalam plasma dicapai dalam waktu 3-8  jam.  Absorpsi  terutama  terjadi  pada bagian  atas  usus  halus  (±80%).  Konsentrasi
dalam  plasma  untuk  terapeutik  sekitar 3  -7  µg/mL.  Kuinin  secara  luas  terdistribusi di  jaringan  tubuh  dengan  t½    sekitar 11-18 jam (Brunton, 2006). Farmakokinetika kuinin  bervariasi  tergantung  pada  keparahan infeksi  malaria  dan  karakteristik  individu. Pada pasien dengan infeksi malaria berat, t ½ kuinin meningkat hingga 18 jam.
Salah  satu  mekanisme  kerja  kuinin sebagai  antimalaria  adalah  pengikatan ferriprotoporfirin  IX  dengan  afinitas  yang tinggi membentuk kompleks koordinasi yang menyebabkan kerusakan dan lisisnya membran  parasit  malaria  (Alumasa  dkk, 2011).  Feriprotoporfirin  IX  (Gambar  1) merupakan  molekul  heme  yang  dilepaskan parasit  saat  mendegradasi  hemoglobin  dan merupakan  bahan  utama  untuk  membentuk hemozoin atau pigmen malaria (Egan, 2008).
Jika  diberikan  pada  dosis  terapi  ataupun lebih  tinggi,  kuinin  dapat  menimbulkan cinchonism,  hipoglikemia,  dan  hipotensi. Gejala cinchonism berupa gangguan fungsional  saraf  kedelapan  seperti  tinnitus, penurunan ketajaman pendengaran
(ototoksisitas),  gangguan  penglihatan  seperti penglihatan kabur, gangguan persepsi warna, forofobia dan bahkan kebutaan, sakit kepala, mual,  muntah,  dan  hipotensi  postural (Brunton,  2006  dan  Alkaldi,  2007).  Apabila konsentrasi plasma kuinin  > 5 µg/mL gejala efek samping mulai timbul, bila > 10 µg/mL menimbulkan  gangguan  penglihatan,  bila >  15  µg/mL  dapat  menimbulkan  aritmia jantung  dan  bila  >  22  µg/mL  dapat menyebabkan kematian.
Kebutaan akut merupakan salah satu efek samping  kuinin  yang  paling  berat.  Efek  ini diduga  kuat  timbul  akibat  interaksi  kuinin dengan  reseptor  kolinergik  salah  satunya reseptor muskarinik. Hal ini didasarkan pada efek  antikolinergik  yang  ditimbulkan  kuinin yaitu  efek  midriatik  dan sinus  tachycardia (WHO, 2010 dan Alkaldi, 2007).
Kuinin  merupakan  senyawa  lipofilik dengan  log  P  sekitar  2,6  (Marydele,  2001). Lipofilisitas  mempengaruhi  eliminasi  suatu obat  dari  tubuh,  semakin  lipofil  semakin lama  waktu  eliminasinya  (t½  eliminasi semakin  panjang).  Akibatnya,  resiko  efek
samping  yang  akan  timbul  juga  meningkat (Brunton, 2006 dan Alkaldi, 2007).
Jika  dikaitkan  dengan  struktur  dan  sifat fisikokimia  kuinin,  efek  samping  kuinin dapat  disebabkan  tingginya  lipofilisitas kuinin  dan  metabolitnya  serta  kemungkinan afinitas  senyawa  tersebut  terhadap  reseptor tertentu,  di  luar  target  kerja  pada plasmodium.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk memperoleh desain turunan kuinin tersubtitusi gugus fungsi polar –OH, -COOH, dan  -SO 3 H  yang  memiliki  aktivitas antimalaria setara atau lebih baik dari kuinin dengan efek samping yang lebih ringan.

## METODE
Penelitian  dilakukan  melalui  modifikasi model  struktur  molekul  kuinin,    dan dilanjutkan  dengan  studi docking serta prediksi  beberapa  aspek  farmakokinetika secara  kualitatif  dan  kuantitatif  dengan bantuan beberapa perangkat lunak.
Modifikasi  model  struktur  kuinin . Model  struktur  kuinin  dimodifikasi  melalui substitusi atom hidrogen pada cincin kuinolin dengan  berbagai  gugus  fungsi  polar  pada berbagai  posisi,  mencakup  gugus  –OH,  - COOH,  dan  -SO 3 H.  Desain  molekul  uji digambar  menggunakan  perangkat  lunak ChemOffice  (ChemDraw  dan  Chem3D), kemudian  dilakukan  optimasi  geometri menggunakan perangkat lunak HyperChem® dengan  metode  semiempiris  AM1.  Optimasi geometri  dilakukan  untuk  mendapatkan struktur  molekul  dengan  koordinat  yang memiliki energi potensial permukaan minimum.  Molekul  yang  memiliki  energi potensial  permukaan  minimum  diketahui memiliki  kemudahan  untuk  disintesis  dalam skala  laboratorium  dan  kestabilan  geometrik yang baik (Kitchen dkk, 2004).
Kajian docking .  Kajian docking desain molekul  turunan  kuinin  dilakukan  terhadap ferriprotoporfirin IX dan reseptor muskarinik M2 . Molekul  target  ferriprotoporfirin  IX diperoleh  dari  Cambridge  Crystallographic Data  Centre (CCDC) dengan kode identifikasi  CCDC_659633  dan  reseptor muskarinik  M2  dari  Protein  Data  Bank (PDB)  dengan  kode  identifikasi  3UON
(Kathreine  dkk,  2008  dan  Haga  dkk,  2012). Kajian  dilakukan  menggunakan  perangkat lunak  AutoDock  Vina  sedangkan  visualisasi hasil  menggunakan  perangkat  lunak  Pymol versi  1.3  (Trott  dkk,  2010).  Hasil  kajian dinilai  berdasarkan  dua  parameter  yaitu free energy  binding (ΔG)  dan  ikatan  kimia  yang terbentuk.  Metode docking yang  digunakan divalidasi  melalui  tumpang  tindih  struktur senyawa  hasil docking dengan  struktur original  ligand yang  diperoleh  dari  CCDC dan  PDB.  Validasi  dilakukan  untuk mengevaluasi  akurasi  metode docking yang digunakan. Sebagai kriteria validitas, digunakan  parameter  RMSD  ( Root  Mean Square Deviation ). Docking dinyatakan valid bila  RMSD  <  2  Å  (angstrom)  (Morris  dkk, 2008).
Struktur ferriprotoporfirn IX yang diperoleh  dari  CCDC  merupakan  struktur kristal  (x-ray)  dari  kompleks  halofantrin- ferriproporfirn IX  sedangkan  struktur reseptor  muskarinik  M2  yang  diperoleh  dari PDB  merupakan  struktur  kristal  (x-ray) reseptor  tersebut  dalam  keadaan  mengikat ligan QNB atau (3R)-1-azabicyclo [2.2.2]oct- 3-yl  hydroxy(diphenyl)  acetate.  Validasi metode docking dilakukan  menggunakan struktur molekul halofantrin (Gambar 1) dan QNB  (Gambar  1)  sebagai original  ligand dari masing-masing reseptor .
Gambar  1 .  Struktur  2D  dari:(A)  kuinin; (B)  ferriprotoporfirin  IX;  (C)  halofantrin, (D)  QNB;  (E)  kuinin  tersubstitusi  –OH  pada atom  C7’;  (F)  kuinin  tersubstitusi  –COOH pada  atom  C5’  dan  –OH  pada  atom  C6’; (G)  kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada  atom C8’;  (H)  kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada atom C8’ dan –OH pada atom C6’.
Prediksi aspek farmakokinetika . Prediksi  beberapa  aspek  farmakokinetika desain  molekul  turunan  kuinin  secara kualitatif  dilakukan  menggunakan  aturan Lipinski, dan secara kuantitatif menggunakan program  PreADMET.  Prediksi  Lipinski dilakukan  menggunakan  perangkat  lunak MedChem  Designer TM .  Parameter  Lipinski yang digunakan adalah log P, bobot molekul, donor  dan  akseptor  ikatan  hidrogen. Parameter  absorpsi  dan  distribusi  yang diprediksi  mencakup Human  Intestinal Absorption (HIA)  untuk  memprediksi absorpsi  di  usus,  permeabilitas  pada  sel MDCK ( Madin-Darby Canine Kidney ) untuk memprediksi reabsorpsi di ginjal, ikatan pada protein plasma  dan  kemampuan penetrasi ke dalam  otak  untuk  memprediksi  distribusi dalam tubuh. Program preADMET merupakan  aplikasi  berbasis  web  untuk memprediksi  data  absorpsi,  distribusi, metabolisme  dan  ekskresi  (ADME)  dengan metode in  silico (Lee,  2003).  Program tersebut  diakses  secara  online  melalui http://preadmet.bmdrc.org/.
Dari  hasil  kajian docking dan  prediksi beberapa  aspek  farmakokinetika  diseleksi beberapa  desain  senyawa  turunan  kuinin yang  potensial  yaitu  memiliki  afinitas terhadap  ferrriprotoporfirin  IX  setara  atau lebih tinggi dari kuinin dan afinitas terhadap reseptor muskarinik lebih rendah dari kuinin. Disamping itu, desain senyawa tersebut harus memiliki  lipofilisitas  yang  lebih  rendah  dari kuinin,  tidak  melanggar  aturan  Lipinski, diabsorpsi dengan baik pada usus tetapi tidak terlalu  banyak  direabsorpsi  pada  ginjal  serta ikatan protein plasmanya rendah.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kajian Docking . Terhadap  desain turunan  kuinin  hasil  modifikasi  dilakukan kajian docking untuk  menilai  afinitasnya terhadap ferriprotoporfirin IX yang merupakan  target  kerja  kuinin  pada plasmodium dan terhadap reseptor muskarinik M2.
Meskipun  kuinin  memiliki  aktifitas antikolinergik  namun  belum  ada  literatur yang  membahas ikatan antara kuinin  dengan reseptor  muskarinik.  Oleh  karena  itu,  untuk
menilai  probabilitas  afinitas  kuinin  terhadap reseptor muskarinik dilakukan kajian
structure  alignment kuinin  dengan original ligand reseptor  muskarinik  M2  yaitu  QNB. Hasil  kajian  menunjukkan bahwa 43  dari 48 atom  kuinin  memiliki  keselarasan  dengan atom-atom  penyusun  QNB  atau  setara dengan  kemiripan  struktur  sebesar  89,58%. Berdasarkan  data  tersebut  diperkirakan bahwa  kuinin  memiliki  potensi  afinitas terhadap  reseptor  muskarinik  M2  seperti halnya QNB.
Pada  pengujian  validasi,  hasil tumpang tindih halofantrin  menunjukkan  nilai  RMSD =  0,817  Å,    dan  QNB  menunjukkan  nilai RMSD  =  0,224  Å,  sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  metode  ini  dapat diterima  karena  nilai  RMSD  lebih  rendah dari  nilai  RMSD  yang  disyaratkan  oleh Morris  dan  Lim-Wilby  (≤  2Å).  Hasil tumpang  tindih  kedua  ligan  tersebut ditampilkan pada Gambar 2.
Gambar  2. Hasil  tumpang  tindih  ligan  hasil docking dengan original ligand. (A). Struktur halofantrin hasil docking  (putih)  dan  struktur halofantrin original  ligand (merah).  (B). Struktur QNB hasil docking (putih) dan QNB original ligand (merah).
Hasil kajian docking menunjukkan bahwa kuinin  membentuk  kompleks  koordinasi dengan  ferriprotoporfirin  IX  dimana  atom  O pada  gugus  –OH  (R9)  kuinin  membentuk ikatan dengan atom Fe
pada ferriprotoporfirin IX  dengan  jarak ikatan 2,2 Å    (Gambar  3).  Menurut  Alumasa  dkk, kompleks  kuinin-ferriprotoporfirin  IX  yang terbentuk  adalah  kompleks  koordinasi. Gugus  hidroksi  yang  berada  diantara  gugus kuiniklidin  (pada  R9)  berperan  penting dalam  membentuk  kompleks  tersebut. Penghilangan  gugus  hidroksida  tersebut menyebabkan  penurunan  afinitas  kuinin terhadap  ferriprotoporfirin  IX.  Interaksi  van
der waals juga terlibat dalam interaksi kedua molekul tersebut (Alumasa dkk, 2011).
Gambar  3 .  Interaksi  kuinin  dan  desain  turunan kuinin dengan ferriprotoporforin IX, interaksi yang terjadi ditandai dengan garis putus-putus berwarna  kuning  (dalam  lingkaran  berwarna orange).  (A)  kuinin,  (B)  kuinin  tersubstitusi –OH  pada  atom  C7’,  (C)  kuinin  tersubstitusi –COOH  pada  atom  C5’  dan  –OH  pada atom C6’,  (D)  kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada atom C8’, (E) kuinin tersubstitusi –SO 3 H pada atom C8’ dan –OH pada atom C6’.
Secara umum, hasil docking menunjukkan bahwa  substitusi  atom  hidrogen  pada  cincin kuinolin  dengan  gugus  fungsi  -OH,  -COOH dan  -SO 3 H  dapat  menurunkan  afinitas turunan kuinin terhadap ferriprotoporfirin IX
(Tabel 1). Substitusi
gugus polar meningkatkan free energy binding (ΔG). Hal ini terjadi karena gugus tersebut memberikan efek  induksi  negatif  pada  kompleks  yang terbentuk  antara  desain  turunan  kuinin dengan  ferriprotoporfirn  IX.  Perbedaan posisi  substituen  mempengaruhi  ikatan  yang terbentuk,  jumlah  ikatan  hidrogen,  dan  jarak ikatan,  yang  menyebabkan  perbedaan besarnya energi aktivasi. Semakin besar free energy  binding ,  maka  semakin  kecil  potensi afinitas  suatu  senyawa  terhadap  suatu reseptor (Kitchen dkk, 2004).
Hasil kajian docking antara kuinin dengan reseptor muskarinik M2 menunjukkan bahwa kuinin  berinteraksi  melalui  interaksi  van  der waals  dengan  reseptor  tersebut.  Substitusi atom  hidrogen  pada  cincin  kuinolin  dengan gugus  fungsi  -OH  menurunkan  afinitas terhadap  reseptor  muskarinik  M2  kecuali kuinin tersubstitusi –OH pada atom C5’ yang justru  menyebabkan  peningkatan  afinitas (Tabel  1).  Hal  ini  terjadi  karena  pengaruh
ikatan  hidrogen  dan  interaksi  van  der  waals yang  terjadi  pada  desain  turunan  kuinin tersebut. Pada kuinin tersubstitusi  –OH pada atom C5’ terjadi ikatan hidrogen antara atom N pada gugus kuinolin  dengan atom H pada gugus  –OH  reseptor  muskarinik  M2  dengan jarak ikatan 2,8 Å dan ikatan hidrogen antara atom  H  pada  gugus  –OH  dengan  atom  O pada  gugus  -OH  reseptor  muskarinik  M2 dengan jarak ikatan 2,0 Å. Substitusi dengan gugus  fungsi  –COOH  meningkatkan  afinitas terhadap  reseptor  muskarinik  M2  kecuali kuinin  tersubstitusi  –COOH  pada  atom  C7’ (Tabel  1).  Substitusi  dengan  gugus  fungsi  – SO 3 H  meningkatkan  afinitas  terhadap reseptor  muskarinik  M2  kecuali  kuinin tersubstitusi  –SO 3 H  pada  atom  C7’  dan  8’ (Tabel 1).
Jika gugus metoksi pada atom C6’ desain turunan  kuinin  tersubstitusi  gugus  –OH,  - COOH  atau  –SO 3 H  disubstitusi  dengan gugus  –OH,  maka  desain  hasil  modifikasi tersebut  memiliki potensi  menurunkan  log P dengan lebih signifikan. Lipofilisitas
senyawa yang lebih rendah dapat menurunkan reabsorpsinya di ginjal sehingga memiliki  potensi  menurunkan  t  ½  eliminasi. Secara umum, pengaruh substitusi dua gugus polar  tersebut  pada  afinitas  terhadap ferriprotoporfirin  IX  maupun  reseptor muskarinik  M2  hampir  sama  dengan substitusi  satu  gugus  polar    seperti  yang ditampilkan  pada  Tabel  1.  Hal  ini  terjadi karena substitusi  gugus –OH pada atom C6’ hanya  menggantikan  pengaruh  induksi  yang disebabkan oleh metoksi dan tidak menyebabkan  perubahan  jumlah  dan  jarak ikatan yang terbentuk.
Prediksi  Lipinski,  Absorpsi,  Distribusi dan  Reabsorpsi  Molekul  Uji. Prediksi Lipinski bertujuan untuk menilai probabilitas absorpsi  sistemik  secara  kualitatif,  hal  ini sangat  penting  terutama  untuk  kandidat  obat yang  ditujukan  untuk  penggunaan  oral. Menurut aturan Lipinski, secara umum, suatu obat  dapat  diberikan  secara  oral  jika  tidak melanggar  lebih  dari  satu  kriteria  berikut: donor ikatan hidrogen tidak lebih dari 10 dan akseptor  ikatan  hidrogen  tidak  lebih  dari  10 (atom  nitrogen  dan  oksigen),  berat  molekul tidak  lebih  besar  dari  500  dalton  serta  log  P tidak lebih besar dari 5 (Lipinski dkk, 2001).
N HO N H R8' R2' R3' R5' R6' R7'
Tabel 1. Hasil  Kajian Docking Desain  Turunan  Kuinin  terhadap  Ferriprotoporfirin  IX  dan  Reseptor Muskarinik M2
Senyawa  R2’ R3’ R5’ R6’ R7’ R8’ ΔG (Kcal/Mol) Ferriprotoporfirin IX  Muskarinik M2 Kuinin H H H OCH 3 H H -  5,6 -  6,9 1 H H H OH H H - 5,5 -  6,8 2 OH H H OCH 3 H H - 5,4 -  6,8 3 H OH H OCH 3 H H - 5,1 -  6,6 4 H H OH  OCH 3 H H - 5,4 -  7,0 5 H H H OCH 3 OH H - 5,4 -  6,7 6 H H H OCH 3 H OH - 5,4 -  6,9 7 OH H H OH H H - 5,4 -  6,9 8 H OH H OH H H - 5,1 -  6,6 9 H H OH OH H H - 5,4 -  7,0 10 H H H OH OH H - 5,4 -  6,7 11 H H H OH H OH - 5,4 -  6,7 12 COOH  H H OCH 3 H H - 5,2 -  7,1 13 H  COOH  H OCH 3 H H - 5,0 -  7,2 14 H H  COOH  OCH 3 H H - 5,4 -  7,0 15 H H H OCH 3 COOH  H - 5,3 -  6,9 16 H H H OCH 3 H  COOH - 5,4 -  7,2 17 COOH  H H OH H H - 5,1 -  6,9 18 H  COOH  H OH H H - 4,9 -  7,4 19 H H  COOH  OH H H - 5,4 -  6,6 20 H H H OH  COOH  H - 5,4 -  7,0 21 H H H OH H  COOH - 5,4 -  7,1 22 SO 3 H H H OCH 3 H H - 5,2 -  7,2 23 H SO 3 H H OCH 3 H H - 4,9 -  7,4 24 H H SO 3 H  OCH 3 H H - 4,7 -  7,2 25 H H H OCH 3 SO 3 H H - 4,8 - 6,8 26 H H H OCH 3 H SO 3 H - 5,3 - 6,7 27 SO 3 H H H OH H H - 5,2 -  7,2 28 H SO 3 H H OH H H - 4,9 -  8,4 29 H H SO 3 H  OH H H - 4,7 -  7,3 30 H H H OH  SO 3 H H - 4,9 -  7,1 31 H H H OH H SO 3 H - 5,2 - 6,5 Tabel 2 . Hasil Prediksi Lipinski, Absorpsi, Distribusi dan Reabsorpsi Desain Turunan Kuinin Senyawa Prediksi Lipinski Absorpsi Distribusi BM  Log P  HBD a HBA b HIA c , %
MDCK cell permeability (nm/sec) Plasma protein binding (%) Brain Barrier Penetration (c.brain/c.blood) Kuinin 324,42  2,849 1 4 96,0915 36,9877 59,4599 0,1889 5 340,42  2,382 2 5 94,1560 2,0225 48, 5065 0,3005 19 354,41  1,845 3 6 94,6382 14,1606 47,3244 0,0577 26 404,49  1,200 2 7 95,1662 0,1353 40,1619 0,0148 31 390,46  0,642 3 7 92,1057 0,4623 40,6739 0,0372
Keterangan :  a. HBD = hydrogen bond donor ,  b. HBA = hydrogen bond acceptor ,
c. HIA = human instestinal absorptin
Dari  hasil  kajian docking, prediksi Lipinski,  absorbsi,  distribusi,  dan  reabsorpsi di  ginjal  (Tabel  1  dan  2)  diperoleh  4  desain senyawa  turunan  kuinin  yang  potensial sebagai antimalaria. Keempat desain senyawa tersebut adalah :
- Kuinin  tersubstitusi  –OH  pada  atom C7’(ΔG ferri = -5,4 kcal/mol, ΔG M2 = -6,7 kcal/mol,  Log  P  =  2,38,  HIA=  94,17%, MDCK permeability =  2,02  nm/sec,
Ikatan protein-plasma = 48,51%),
- Kuinin  tersubstitusi  –COOH  pada  atom C5’ dan –OH pada atom C6’(ΔG ferri == - 5,4  kcal/mol  ,  ΔG M2 =  -6,6  kcal/mol  , Log  P  =  1,85,  HIA=  94,64%  ,  MDCK permeability =  14,16  nm/sec  ,  Ikatan protein-plasma = 47,32%),
- Kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada  atom C8’(ΔG ferri = -5,3 kcal/mol, ΔG M2 = -6,7 kcal/mol  ,  Log  P  =  1,2,  HIA=95,17%, MDCK permeability =  0,14  nm/sec,
Ikatan protein-plasma = 40,16%) ,
- Kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada  atom C8’ dan –OH pada atom C6’ (ΔG ferri =  - 5,2  kcal/mol,,  ΔG M2 =-6,5  kcal/mol  , Log  P  =0,64  ,  HIA=92,11%  ,  MDCK permeability =0,46nm/sec, Ikatan protein-plasma = 40,67%). Keterangan :
ΔG ferri = Free binding energy antara desain molekul uji dengan ferriprotoporfirin IX.
ΔG M2 = Free binding energy antara desain molekul  uji  dengan  reseptor muskarinik M2.
Interaksi  desain  turunan  kuinin  terpilih dengan  ferriprotoporforin  IX  dan  reseptor muskarinik M2  dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  studi  diperoleh  4  kandidat desain  senyawa  turunan  kuinin  yang  dapat dikembangkan untuk tahapan pengujian lebih lanjut  sebagai  obat  antimalaria,  yaitu  kuinin tersubstitusi  -OH  pada  atom  C7’,  kuinin tersubtitusi -COOH pada atom C5’ dan   -OH pada  atom  C6’,  kuinin  tersubtitusi  –SO 3 H pada  atom  C8’  serta  kuinin  tersubtitusi
-SO 3 H  pada  atom  C8’  dan  -OH  pada  atom C6’. Ke-4  desain senyawa tersebut  memiliki afinitas terhadap ferrriprotoporfirin IX setara dari  kuinin  dan  afinitas  terhadap  reseptor muskarinik  lebih  rendah  dari  kuinin. Disamping  itu,  desain  senyawa  tersebut memiliki  lipofilisitas  yang  lebih  rendah  dari kuinin,  tidak  melanggar  aturan  Lipinski, diabsorpsi dengan baik pada usus tetapi tidak terlalu  banyak  direabsorpsi  pada  ginjal  serta ikatan protein plasmanya rendah.
Gambar  4 .  Interaksi  kuinin  dan  desain  turunan kuinin dengan reseptor muskarinik M2, ikatan hidrogen  ditandai  dengan  garis  putus-putus berwarna  kuning  (dalam  lingkaran  berwarna orange)  .  (A)  kuinin,  (B)  kuinin  tersubstitusi –OH  pada  atom  C7’,  (C)  kuinin  tersubstitusi –COOH  pada  atom  C5’  dan  –OH  pada atom C6’,  (D)  kuinin  tersubstitusi  –SO 3 H  pada atom C8’, (E) kuinin tersubstitusi –SO 3 H pada atom C8’ dan –OH pada atom C6’.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada Fakultas  Farmasi  Universitas  Jenderal Achmad  Yani  serta  kepada  Nursalam Hamzah,  S.Si.,  M.  Si.,  Apt  saran  dan masukan-masukan selama pelaksanaan penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
Alkaldi  OH,  2007,  ‘ Antimalarial  drug toxicity ’,  Chemotherapy,  Vol.53,  pp.385-
391.
Alumasa  JN,  Gorka  AP,  Casabianca  LB, Comstock  E,  Dios  AC,  Roepe  PD,  2011, ‘The  hydroxyl  functionality  and  a  rigid proximal  N  are  required  for  forming  a
novel non-covalent quinine-heme
complex’, J  of  Inorganics  Biochemitry , Vol.105, No.3, pp.467-475.
Brunton  LL,  2006,  Goodman  and  Gilman’s the pharmacological basis of therapeutics, 11th  Edition,  Dalam:  Shapiro  TA, Goldberg DE, Chemotherapy of protozoal infections , USA: McGraw-Hill
Companies Inc, pp.1035-1041.
Egan  TJ,  2008,  ‘Haemozoin  formation’, J Molecular  &  Biochemical  Parasitology , Vol.157, pp.127–136.
Fauci  AS,  Kasper  DL,  Longo  DL,  Loscalzo J,  Braunwald  E,  Hauser SL, Jameson  JL, 2008  Horrison’s  principle  of  internal medicine, 17th Edition, Dalam: White NJ, Breman JG, Malaria , USA: McGraw-Hill Companies Inc, pp.1280-1281.
Haga  K,  Kruse  AC,  Asada  H,  Yurugi KT,  Shiroishi  M,  Zhang  C,  dkk,  2012,
‘Structure  of  the  human  M2  muscarinic acetylcholine  receptor  bound  to  an antagonist’, Nature , Vol.482, pp.547-551.
Kathreine AV, Marques HM, Egan TJ, 2008, ‘The  crystal  structure  of  halofantrine- ferriprotoporphyrin
IX and the mechanism  of  action  arylmethanol antimalarials’, J of Inorganics
Biochemistry , Vol.102, pp.1660-1667.
Kitchen  DB,  Decornez  H,  Furr  JR,  Bajorath J,  2004,  ‘ Docking  and  scoring  in  virtual screening  for  drug  discovery:  methods and applications ’, Vol.3, pp.935-949.
Lee  SK,  Lee  IH,  Chang  GS,  Chung  JE,  No KT,  2003,  ‘The  preADMET  approach  : Web-based  program  for  rapid  prediction of physico-chemical, drug absorption and drug-like properties’, Blackwell
Publising , pp. 418-420.
Lipinski  CA,  Lombardo  F,  Dominy  BW, Feeney  FJ,  2001,  ‘Experimental  and computational  approaches  to  estimate solubility  and  permeability  in  drug discovery and development settings’. Adv. Drug Deliv.Rev , Vol.46 No.1-3, pp.3-26.
Marydele JO, 2001, Merck Index ,
Thirdteenth  Edition,  USA:  Merck  &  Co, Inc,  pp.8151.
Morris GM, Lim-Wilby M, 2008, Molecular docking,  methods  in  molecular  biology , Dalam: Kukol  A, Molecular Modeling  of Proteins,  New  Jersey:  Humana  Press,  pp. 365-382.
Trott  A.O,  J  Olson,  2010,  ‘AutoDock  vina: Improving  the  speed  and  accuracy  of docking  with  a  new  scoring  function,
efficient optimization and multithreading’, J  of  Computational
Chemistry , Vol.31, pp.455-461.
WHO, 2010 , Guidelines for the treatment of malaria , pp.18.
WHO,  2012, World  malaria  report  2012:
Fact Sheet , pp.1-2.