## Original Artikel
Received Agustus 2022 / Revised Agustus 2022 / Accepted September 2022

## Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi
p-ISSN: 2716-151X
e-ISSN: 2722-869X

## Interaksi Molekuler Senyawa D-manitol (Kulit Kopi) terhadap PLPro

## Molecular  Interaction  D-manitol  Compound  (Coffee  Pulp)  through PLPro
Yohanes Bare 1 , Frederiksen Novenrius Sini Timba 2 , Dewi Ratih Tirto Sari 3 , Maria Marcelina Dua Nurak 1 , Marsiana Coo Mogi 1
1 Program Studi Pendidikan Biologi, FKIP, Universitas Nusa Nipa, Maumere, 86111, Indonesia
2 Program Studi Pendidikan Guru Sekolah Dasar, FKIP, Universitas Nusa Nipa, Maumere, 86111, Indonesia
3 Program Studi Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Ibrahimy, Situbondo, Indonesia
Abstrak. Perkembangan  virus  dalam  proses  replikasi  menjadi  target  dalam  menghambat siklus hidup virus. Protein yang memiliki peran dalam replikasi adalah PLPro. Terapi PLPro dilakukan  dengan  memanfaatkan  limbah  kopi  yang  diprediski  memilki  bioaktif  D-manitol dengan  sifat  farmakologis.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  menganalisis  potensi  senyawa  D- manitol yang terkandung dalam kulit kopi sebagai kandidat terapi penderita covid-19 melalui penghambatan PLPro. Metode penelitian secara in silico proses pengambilan ligan D-manitol (CID:  88038555)  sedangkan  Protein  Papain  like  protease  (PLPro)  (PDB  ID  6w9c),  sebagai target  protein  anti-coronavirus  diunduh  struktur  tiga  dimensinya  di  Protein  Data  Bank. Selanjutnya struktur protein dipreparasi protein atau ligan, docking, visualisasi menggunakan discovery studio.. Hasil docking senyawa dan protein menggunakan program PyMol versi 2.2. analisis docking dilakukan dengan mengeksplorasi interaksi kompleks baik 3D dan 2d, jenis ikatan,  jumlah  interaksi.  Analisis  menggunakkan  program  Discovery  Studio  ver  21.1.1.) . Senyawa D-manitol memiliki potensi sebagai salah satu terapi covid-19 melalui penghambatan PLPro  sehingga  menyebabkan  terhambatnya  replikasi  virus  corona.  Potensi  ini  didukung dengan adanya energi ikatan yang terbentuk sehingga meningkatkan stabilitas ikatan sebesar -156 Kj/mol. Penelitian lanjutan perlu dilakukan untuk konfirmasi terhadap aktivitas D-manitol sebagai terapi virus.
Kata Kunci: D-manitol, kulit kopi, PLPro, virus corona
DOI: http://dx.doi.org/10.55241/spibio.v3i3.79

## 1.  Pendahuluan
Berdasarkan  mekanisme  infeksi  dan patofisiologi dari SARSCOV-2, beberapa  protein  dapat  digunakan sebagai  target  terapi.  Protein  target terapi  SARS-COV-2  diantaranya  spike
glycoprotein dengan mekanisme target penghambatan  masuknya  virus  ke  sel inang.  Protease  SARS-COV-2  yang berperan dalam proses replikasi genom virus  RNA  SARSCOV-2,  diantaranya
main  protease,  3-  Chemotrypsin  like protease  (3-CL-Pro),  dan  papain-like protease  (PLPro)  [1] – [4].  Selain  itu, protein  RdRP  juga  dilaporkan  sebagai target antivirus yang efektif [1], [2], [5] – [9].  PLPro  memilki  korelasi  terhadap replikasi  irus  sehingga  menjadi  target utama dalam menghambat perkembangan  virus  [6],  [10].  Salah satu tanaman yang dapat dimanfaatkan adalah tanaman kopi.
Konsumsi  kopi  menjadi  isu  yang kontradiktif,  pasalnya  kopi  dapat memicu  insomnia,  asam  lambung  dan jantung.  Namun  demikian,  senyawa kopi  juga  berefek  positif  dibidang kesehatan. Penemuan-penemun dalam satu dekade melaporkan, senyawa kopi berpotensi sebagai antioksidan, antibakteri,  antidiabetes,  dan  anti- neurodegeneratif. Asam kafeat diketahui memiki potensi  sebagai anti
inflamasi, antioksidan, dan menyembuhkan  beberapa  penyakit degeneratif [11], [12]. Pemanfaatan biji kopi  sudah  menjadi  kebiasaan  akan tetapi  menariknya  jika  dilakukan  studi lebih  mendalam  terkait  pemanfaatan kulit kopi yang dijadikan sampah dalam produksi  kopi.  Salah  kadungan  dalam kulit  kopi  adaah  senyawa  D-manitol yang diprediksi memilki sifat farmakologis  [11],  [13].  Di  dalam tanaman,  metabolit  primer  digunakan untuk  keseimbangan,  pertumbuhan,
dan perkembangan tanaman.
Sedangkan metabolit sekunder berfungsi untuk pertahanan, pensinyalan, dan perlindungan tanaman.    Tujuan  penelitian  ini  adalah menganalisis  potensi  senyawa  D- manitol  yang  terkandung  dalam  kulit kopi  sebagai  kandidat  terapi  corona melalui penghambatan PLPro.

## 2. Metode

## Preparasi Protein dan Ligan
Ligan  D-manitol  (CID:  88038555) sedangkan  protein  Protein  Papain  like protease  (PLPro)  (PDB  ID  6w9c), sebagai target protein anti-coronavirus diunduh  struktur  tiga  dimensinya  di Protein Data Bank. Selanjutnya struktur protein dipreparasi, docking, visualisasi
mengikuiti penelitian  [6]. Hasil docking senyawa  dan  protein  menggunakan program  PyMol  versi  2.2.  analisis docking dilakukan dengan mengeksplorasi interaksi kompleks baik 3D  dan  2D,  jenis  ikatan,  jumlah interaksi. Analisis menggunakkan program  Discovery  Studio  ver  21.1.1.)
[6], [14].

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Interaksi senyawa D-mannitol dengan Papain Like Protease (PLPro)
Interaksi  antara  senyawa  D-manitol yang memiliki energi ikatan -156 Kj/mol dengan kompleks Papain Like Protease
(PLPro)  pada  residu  asam  amino LEU80,    THR75,  THR74,    ARG65, ASP76 (Kategori ikatan Hydrogen Bond jenis  ikatan Conventional  Hydrogen Bond )  ,    residu  asam  amino  THR74, ASP76,  AR65    (  Kategori    ikatan
Hydrogen  Bond jenis  ikatan Carbon Hydrogen  Bond )  dan  residu  asam
amino PHE79 (Kategori ikatan
Unfavorable jenis  ikatan Unfavorable Donor-Donor ) (Tabel 1).
Gambar  1. Interaksi  senyawa  D-manitol  dengan  kompleks  Papain  Like  Protease (PLPro), A – B. struktur 3D kompleks D-manitol – Papain Like Protease (PLPro),  C.  profil  hidrofobisitas  kompleks,  D.  profil  ikatan  hidrogen kompleks  senyawa – protein,  E.  profil  muatan  (interpolated  charge) kompleks senyawa – protein, F. tampilan struktur 2D kompleks ligand – protein.
Interaksi  antara  senyawa  D-manitol dengan kompleks Papain Like Protoase (PLPro) (Gambar 1A-B) memiliki tingkat hidropobifitas yang tinggi pada permukaan  ligan  ditandai  dengan warna  coklat  pada  permukaan  namun terdapat bagian yang tingkat hidropobisitasnya rendah ditandai dengan  warna  biru  (Gambar  1C). Cenderung  bersifat  netral  ditandai dengan sebagian besar berwarna putih namun  beberapa  bagian  berfungsi sebagai  aseptor  terhadap  kompleks
Papain  Like  Protoase  (PLPro)  hal  ini ditandai  dengan  warna  hijau  pada permukaan  (Gambar  1D).  Selain  itu bersifat netral sehingga ligan bermuatan 0.000 tidak mengarah pada warna  biru  maupun  merah  (Gambar 1E). Serta ditemukan adanya gaya Van Der  Waals pada  lima  residu  asam amino, Pi-donor ikatan hydrogen pada delapan  residu  asam  amini  dan  ikatan unfavorable  bump pada  satu  residu asam amino (Gambar 1F).

## Tabel 1. Interaksi senyawa komples kulit kopi terhadap protein Papain Like Protease (PLPro)
Senya wa Energi ikatan (Kj/mol) Interaksi Jarak (A) Jenis Ikatan Tipe Ikatan D- Manitol -156 A:LEU80:N - :10:O6 2,858 34 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H9 - A:THR75:O 1,739 1 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H10 - A:THR74:O 2,048 3 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H11 - A:THR74:O 2,320 14 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H13 - A:ARG65:O 2,163 62 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H14 - A:ASP76:O 2,453 63 Hydrogen Bond Conventional Hydrogen Bond :10:H3 - A:THR74:O 2,697 32 Hydrogen Bond Carbon Hydrogen Bond :10:H4 - A:ASP76:O 2,736 66 Hydrogen Bond Carbon Hydrogen Bond :10:H5 - A:ARG65:O 2,620 91 Hydrogen Bond Carbon Hydrogen Bond :10:H8 - A:ASP76:O 2,065 1 Hydrogen Bond Carbon Hydrogen Bond A:PHE79:N - :10:H14 2,233 62 Unfavora ble Unfavorable Donor- Donor SARS-CoV-2  memiliki  korelasi  dengan papain-like protease (PLPro, dikodekan nsp3)    yang  memiliki  fungsi  sebagai pengkode gen pematangan sel virus [10], [15], [16]. Penelitian terdahulu  [6]  senyawa  kulit  kopi berinteraksi    sisi  aktif  PLPro  (PHE79, LEU80,  THR75,  THR74,  ASP76,

## PRO77).
Sedangkan kebaruan
penelitian ini adalah ditemukan sisi aktif baru hasil interaksi senyawa D-manitol- PLPro  diprediksi  memiliki  potensi sebagai inhibitor PLPro melalui penghambatan  residu  asam  amino LEU80,    THR75,  THR74,    ARG65, ASP76 (Kategori ikatan Hydrogen Bond jenis  ikatan Conventional  Hydrogen Bond )  ,    residu  asam  amino  THR74,
ASP76,  AR65    (Kategori    ikatan Hydrogen  Bond jenis  ikatan Carbon Hydrogen  Bond )  dan  residu  asam amino PHE79 (Kategori ikatan Unfavorable jenis  ikatan Unfavorable Donor-Donor ).  Penghambatan  ini  akan berdampak  pada  pematangan  serta
menjadi inhibitor terhadap respon imun sel  inang  melalui  pengentian  proses ubiquitin atau deubiquitinasi (DUBs)
[17].  Jika  terjadi  penghambatan  maka virus diprediksi tidak mengalami proses replikasi virus. Peningkatan ikatan ligan terhadap  protein  PLPro  memiliki korelasi terhadap stabilitas ikatan ligan- protein  [5],  [18] – [20]  Serta  ditemukan adanya  gaya  Van  Der  Waals,  ikatan hydrogen  residu  asam  amino.  Pada interaksi  D-manitol-PLPro  ikatan  yang terentuk  membentuk  gaya  memiliki manfaat  menstabilkan  ikatan  ligan- protein  dan  meningkatkan  afinitas interaksi  yang  terjadi  [19],  [21],  [21] – [26].

## 4.  Simpulan
Senyawa  D-manitol  memiliki  potensi sebagai  salah  satu  terapi  covid-19 melalui penghambatan PLPro sehingga menyebabkan  terhambatnya  replikasi virus  corona.  Potensi  ini  didukung dengan  adanya  energi  ikatan  yang
terbentuk  sehingga  meningkatkan stabilitas ikatan sebesar  -156 Kj/mol. Penelitian  lanjutan  perlu  dilakukan untuk  konfirmasi  terhadap  aktivitas  D- manitol sebagai terapi virus.

## Acknowledgements
Ucapan terima kasih kepada Direktorat Riset,  Teknologi,  dan  Pengabdian kepada
Masyarakat, Direktorat
Pendidikan Tinggi, Riset dan Teknologi
atas  Pendanaan  Penelitian  Dosen Pemula Tahun Anggaran 2022, LLDIKTI
Wilayah XV, Universitas Nusa Nipa dan
LPPM  Universitas  Nusa  Nipa  atas dukungannya pada rangkaian penelitian.

## Daftar Pustaka
[1]  S. Jo, S. Kim, D. Y. Kim, M.- S. Kim, and D. H. Shin, “Flavonoids with inhibit ory activity against SARS-CoV- 2 3CLpro,” Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry , vol. 35, no. 1, pp. 1539 – 1544, Jan. 2020, doi: 10.1080/14756366.2020.1801672.
[2]  Y.-W.  Zhou et  al. ,  “Therapeutic  targets  and  interventional  strategies  in  COVID -19: mechanisms and clinical studies,” Sig Transduct Target Ther , vol. 6, no. 1, p. 317, Dec. 2021, doi: 10.1038/s41392-021-00733-x.
[3] R. Alexpandi, J. F. De Mesquita, S. K. Pandian, and A. V. Ravi, “Quinolines -Based SARS- CoV-2 3CLpro and RdRp Inhibitors and Spike-RBD-ACE2 Inhibitor for Drug-Repurposing Against COVID- 19: An in silico Analysis,” Front. Microbiol. , vol. 11, p. 1796, Jul. 2020, doi: 10.3389/fmicb.2020.01796.
[4]  M.  Bahun et  al. ,  “Inhibition  of  the  SARS -CoV-2  3CL(pro)  main  protease  by  plant po lyphenols,” Food  Chem ,  vol.  373,  no.  Pt  B,  pp.  131594 – 131594,  Mar.  2022,  doi: 10.1016/j.foodchem.2021.131594.
[5] Y. Bare, F. N. S. Timba, M. M. D. Nurak, and M. C. Mogi, “Eksplorasi Senyawa Kulit Kopi sebagai Anti Covid-19 Melalui Penghambatan 3C-Like Pro tease,” jpm , vol. 12, no. 2, pp. 127 – 133, Jun. 2022, doi: 10.37630/jpm.v12i2.563.
[6]  Y. Bare, F. N. S. Timba, S. H. J. Putra, M. A. Y. Nirmalasari, D. R. T. Sari, and M. M. Taek, “KAJIAN  SENYAWA  HEXOSE  DAN  MALIC  ACID  SEBAGAI  INHIBITOR  PAPAIN  LIKE PROTEASE (PLPro) CORONA VIRUS,” JURNAL BIOSENSE , vol. 05, no. 01, p. 10, 2022, doi: https://doi.org/10.36526/biosense.v5i01.1997.
[7] M. K. Bohn, A. Hall, L. Sepiashvili, B. Jung, S. Steele, and K. Adeli, “Pathophysiology of COVID-19: Mechanisms Underlying Disease Severity and Progression,” Physiology , vol. 35, no. 5, pp. 288 – 301, Sep. 2020, doi: 10.1152/physiol.00019.2020.
[8]  H.  Ouassou et  al. ,  “The  Pathogenesis  of  Coronavirus  Disease  2019  (COVID -19): Evaluation and Prevention,” Journal of Immunology Research , vol. 2020, pp. 1 – 7, Jul. 2020, doi: 10.1155/2020/1357983.
[9] T. Tang, M. Bidon, J. A. Jaimes, G. R. Whittaker, and S. Daniel, “Coronavirus membrane fusion mechanism offers a potential target for antiviral development,” Antiviral Research , vol. 178, p. 104792, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.antiviral.2020.104792.
[10]  T. Klemm et al. , “Mechanism and inhibition of the papain -like protease, PLpro, of SARS- CoV- 2,” The  EMBO  Journal ,  vol.  39,  no.  18,  p.  e106275,  Sep.  2020,  doi: 10.15252/embj.2020106275.
[11]  S. Hall et al. , “A review of the bioactivity of coffee, caffeine and k ey coffee constituents on inflammatory responses linked to depression,” Food Research International , vol. 76, pp. 626 – 636, Oct. 2015, doi: 10.1016/j.foodres.2015.07.027.
[12] C.  Somporn,  A.  Kamtuo,  P.  Theerakulpisut,  and  S.  Siriamornpun,  “Effects  of  roasti ng degree  on  radical  scavenging  activity,  phenolics  and  volatile  compounds  of  Arabica coffee  beans  (Coffea  arabica  L.  cv.  Catimor):  Roasting  degree  on  radical-scavenging activity,” International Journal of Food Science & Technology , vol. 46, no. 11, pp. 2287 – 2296, Nov. 2011, doi: 10.1111/j.1365-2621.2011.02748.x.
[13]  A.  Duangjai,  N.  Suphrom,  J.  Wungrath,  A.  Ontawong,  N.  Nuengchamnong,  and  A. Yosboonruang, “Comparison of antioxidant, antimicrobial activities and chemical profiles of  three  coffee  (Coffea  ara bica  L.)  pulp  aqueous  extracts,” Integrative  Medicine Research , vol. 5, no. 4, pp. 324 – 331, Dec. 2016, doi: 10.1016/j.imr.2016.09.001.
[14] Y.  Bare  and  D.  R.  T.  Sari,  “Pengembangan  Lembar  Kerja  Mahasiswa  (LKM)  Berbasis Inkuiri  Pada  Materi  Interaksi  Molekul er,” BioEdUIN ,  vol.  11,  no.  1,  p.  8,  2021,  doi: https://doi.org/10.15575/bioeduin.v11i1.12077.
[15]  Y. Gao et al. , “Structure of the RNA -dependent RNA polymerase from COVID- 19 virus,”
Science , vol. 368, no. 6492, pp. 779 – 782, May 2020, doi: 10.1126/science.abb7498.
[16] T. Singhal, “A Review of Coronavirus Disease -2019 (COVID- 19),” Indian J Pediatr , vol. 87, no. 4, pp. 281 – 286, Apr. 2020, doi: 10.1007/s12098-020-03263-6.
[17] J. R. Clasman, R. K. Everett, K. Srinivasan, and A. D. Mesecar, “Decoupling deISGy lating and  deubiquitinating  activities  of  the  MERS  virus  papain- like  protease,” Antiviral Research , vol. 174, p. 104661, Feb. 2020, doi: 10.1016/j.antiviral.2019.104661.
[18] T. N. Elfi, Y. N. Bunga, and Y. Bare, “Studi Aktivitas Biologi Secara In Silico S enyawa Nonivamide Dan Nordihydrocapsaicin Sebagai Anti Inflamasi,” florea , vol. 8, no. 2, p. 82, Nov. 2021, doi: 10.25273/florea.v8i2.9983.
[19] G. C. Krisnamurti, Y. Bare, M. Amin, and C. N. Primiani, “Combination of Curcumin from Curcuma longa and Procyanidin from Tamarindus indica in Inhibiting Cyclooxygenases for Primary Dysmenorrhea Therapy: In silico study,” Biointerface Res Appl Chem , vol. 11, no. 1, pp. 7460 – 7467, Jun. 2020, doi: 10.33263/BRIAC111.74607467.
[20]  G. C. Krisnamurti, D. R. T. Sari, and Y. Bare, “Capsaicinoids from Capsicum annuum as an Alternative FabH Inhibitor of Mycobacterium Tuberculosis: In Silico Study,” Makara Journal Of Science , vol. 25, no. 4, p. 9, 2021, doi: 10.7454/mss.v25i4.1248.
[21] Y. Bare, “Interaction Phloroglucinol as inflammation therapy through Cyclooxygenase-2 (COX- 2)  gene  inhibition,” JINTO ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  14 – 21,  Mar.  2022,  doi: 10.36733/medicamento.v8i1.3162.
[22] M.  N.  E.  Lele,  N.  I.  Ahmad,  and  Y.  Bare,  “Molecular  Interaction  Analysis  of Homodihydrocapsaicin as COX- 2 Inhibitor,” spibio , vol. 3, no. 2, p. 36, Jun. 2022, doi: 10.55241/spibio.v3i2.63.
[23] M.  M.  D.  Nurak,  M.  A.  Lute,  M.  N.  Eci,  and  Y.  Bare,  “Potential  of  Sechium  edule  as Hypertensive  Therapy:  In  Silico  Study,” spibio ,  vol.  3,  no.  2,  p.  10,  Jun.  2022,  doi: 10.55241/spibio.v3i2.60.
[24] D. R. T. Sari, F. Lailiyah, and Y. Bare, “Studi Komparasi Sappanon A dan Sappanon B terhadap Penambatan Protein Tyrosin Phospatase 1B,” spibio , vol. 3, no. 2, p. 48, Jun. 2022, doi: 10.55241/spibio.v3i2.65.
[25]  W. O . Ujiana, L. E. C. Meak, M. F. Hiko, and Y. Bare, “Potential of Triterpenoid Compounds in Sauropus androgynus L Merr as In Silico Inhibitor of Obesity,” spibio , vol. 3, no. 2, p. 43, Jun. 2022, doi: 10.55241/spibio.v3i2.64.
[26] Y. Bare, “ANALISIS SENYAWA FITOSTEROL Cymbopogon citratus dan Curcuma longa SEBAGAI ANTIALZHEIMER,” Biopendix: Jurnal Biologi, Pendidikan dan terapan , vol. 7, no. 2, pp. 53 – 159, 2021, doi: https://doi.org/10.30598/biopendixvol7issue2page153-159.