JIPI 5(2):138-150, 2021
Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA e-ISSN: 2620-553X p-ISSN: 2614-0500

## Uji Aktivitas Antidiabetes Senyawa Baru Daun Yakon
( Smallanthus sonchifolius) sebagai Inhibitor
Enzim DPP-4: Studi in Silico

## Mangatur Riverson Sinurat, Yuni Rahmayanti, Rizarullah*
Program Studi Pendidikan Dokter Universitas Abulyatama, Aceh, Indonesia
*Email: rizarullah_fk@abulyatama.ac.id
DOI: 10.24815/jipi.v5i2.20068
Article History: Received: February 19, 2021 Revised: April 12, 2021 Accepted: April 28, 2021 Published: May 20, 2021
Abstract. Diabetes  mellitus  is  a  global  health  problem  requires  a  great  concern  to  finding  new prevention and therapies. It can be treated using Increitin-class drugs to inhibit the DPP-4 enzyme . On the other hand, the leaves of Yakon plant (Smallanthus sonchifolius) are herbal plants that are often  utilized  to  treat  various  diseases  and  are  known  to  possess  new  secondary  compound derivatives.  In  fact,  the  purpose  of  this  study  is  to  determine  the  activity  of  new  compounds generated from the Yakon leaves to inhibit the DPP-4 enzyme based on energy and chemical bonds in silico . The new compound of the Yakon leaves is a derivative of both octadecatrienoic acid and benzyl glycosides. The compound is taken from pubchem and redrawn using chemdraw , while the DPP-4  (receptor)  enzyme  is  obtained  from  a  world  protein  bank  which  code  PDB  ID:  3F8S.  The research is conducted using the In Silico method, while the docking process utilizing the AutoDock Vina computer software. The result of gridbox optimization by means of re-docking the controlled- ligand obtains an RMSD value of 1,628 Å. Finally, the result of molecular docking can be concluded that  the  new  compound  of  the Yakon leaves  has  full  potential  to  inhibit  the  activity  of  the DPP-4 enzyme  as  an  anti-diabetic  based  on  the  value  of  free-energy  Gibbs  (ΔG)  and  chemical  bonds. Further, the interaction formed between ligand and receptor occur on the active side of the DPP-4 enzyme are as follows: Glu205, Glu206, Asn710, Tyr662, Arg125, Ser630, Phe357, Tyr666, Tyr547 and  Ser209.  The  interaction  is  dominated  by  hydrogen  bonds.  In  fact,  the  finding  concludes  that compound 13(R)-hydroxyoctadeca-(9E, 11E, 15Z) -trienoic acid (ligand 1), benzyl alcohol 7-O-α-L- arabinopyranosyl-(1  " → 2')-β-D-glucopyranoside  (  ligands  2),  13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,  11E, 15Z)-trienoic  acid  (ligand  3)  have  ΔG  values  of  -6.2  kcal/mol,  -7.7  kcal/mol  and  -5.6  kcal/mol. However, Benzyl alcohol 7-O-α-L-arabinopyranosyl (1" → 2')-β-D-glucopyranoside (ligand 2) has more potential  to  inhibit  the  DPP-4  enzyme  because  the  value  of  its  free-energy  Gibbs  (ΔG)  and  the chemical bonds are more on its negative value and more stable compared to ligands 1 and 3.
Keywords: Diabetes mellitus, DPP-4 enzyme, Molecular Docking, Smallanthus sonchifolius

## Pendahuluan
Metabolisme merupakan gabungan proses biologi dan kimia pada organisme untuk dapat  menghasilkan  atau  mengkonsumsi  energi  (Deberardinis  &  Thompson,  2012). Ketidakseimbangan  metabolisme  di  dalam  tubuh  akan  menimbulkan  gangguan metabolisme.  Satu  diantara  gangguan  metabolisme  yang  sering  terjadi  adalah  diabetes melitus.  Diabetes  melitus  merupakan  gangguan  metabolisme  yang  ditandai  dengan peningkatan kadar glukosa dalam darah akibat kurangnya produksi hormon insulin dalam
tubuh atau fungsi insulin yang berkurang (Kementrian Kesehatan RI, 2019). Kekurangan produksi insulin dikarenakan kerusakan pada pankreas yang dipengaruhi beberapa faktor seperti genetik, alkohol, autoimun, dan induksi obat-obatan (Ozougwu dkk., 2013).
Diabetes  melitus  menempati  peringkat ke-5  penyebab  kematian  di  dunia  setelah sepsis, sroke, penyakit hati dan tuberculosis (Okoroiwu dkk., 2020). Prevalensi pengidap penyakit diabetes melitus di dunia sekitar 422 juta jiwa pada tahun 2014 dan keadaan ini meningkat  empat  kali  lipat  dari  tahun  1980. World  Health  Organization (WHO) memperkirakan  penderita  diabetes  melitus  akan  semakin  meningkat  terutama  pada penderita diabetes melitus tipe 2 (Saeedi dkk., 2019).
Indonesia  menempati  peringkat  ke-4  di  dunia  sebagai  negara  dengan  pengidap diabetes  melitus  terbanyak  setelah  negera  tetangga  seperti  India,  Cina,  dan  Amerika Serikat  pada  tahun  2019(Saeedi  dkk.,  2019).  Jumlah  penderita  diabetes  melitus  di Indonesia  sebanyak  10.7  juta  jiwa  dan  tersebar  diseluruh  provinsi.  Provinsi  Jakarta memiliki  prevalensi  tertinggi  penderita  diabetes  melitus  dengan  jumlah  penderita  pada semua rentang umur sebanyak 3.4% dan provinsi dengan prevalensi penderita diabetes melitus  terendah  adalah  Nusa  Tenggara  Timur  sebanyak  0,9% tahun  2018  (Kemenkes, 2019). Prevalensi diabetes melitus di Aceh mengalami peningkatan. Data Riskesdas pada tahun 2018 menunjukan jumlah penderita diabetes melitus di tahun 2013 sebanyak 1.3% dan  keadaan  ini  meningkat  pada  tahun  2018  sebanyak  1.7%  dari  penderita  diabetes melitus pada semua rentang umur. Peningkatan yang signifikan pada penderita diabetes melitus di Aceh perlu diperhatikan penangananya (Kemenkes, 2019).
Penanganan  menggunakan  obat-obatan  kimia  yang  sering  diberikan  adalah Sitagliptin. Sitagliptin merupakan obat golongan incretin yang memiliki mekanisme kerja menghambat enzim Dipeptidyl Peptidase - 4 (DPP-4) untuk meningkatkan sekresi insulin. Efek  samping  pemberian  sitagliptin  adalah  peningkatan  resiko  infeksi  dan  reaksi  alergi (Made  &  Pathni,  2018).  Selain  penggunaan  obat-obatan  kimia,  masyarakat  juga  sudah banyak  menggunakan  obat-obatan  herbal  untuk  menurunkan  kadar  gula  darah  dan mengurangi  efek  samping  penggunaan  obat-obatan  kimia.  Berdasarkan  penelitian sebelumnya, obat herbal yang sudah digunakan oleh masyarakat untuk mengurangi kadar glukosa  darah  seperti  daun  salam,  daun  sirsak,  dan  daun  kelor  (Iyos  &  Astuti,  2013; Samata dkk., 2019; Widyawati dkk., 2015).
Indonesia yang beriklim tropis memiliki keanekaragaman hayati terbesar di dunia setelah  Brazil  (Caetano  dkk.,  2016).  Indonesia  memiliki  sekitar  25.000-30.000  jenis tanaman dan 940 jenis diantaranya berkhasiat menjadi obat (Silfia dkk., 2015). Salah satu tanaman  yang  dapat  di  jadikan  obat  adalah  tanaman  yakon (Smallanthus  sonchifolius) . Tanaman  Yakon  merupakan  tanaman  yang  berasal  dari  pegunungan  Andes,  Peru.  Di Indonesia  tanaman  yakon  dapat  ditemui  pada  dataran  tinggi  salah  satunya  di  daerah Wonosobo. Tanaman yakon memiliki tinggi 1,5 hingga 3 meter, memiliki umbii berwaran coklat menyerupai ubi dan daun berwarna hijau tua . Pada penelitian sebelumnya diketahui senyawa  daun  yakon  dapat  menjadi  antioksidan,  antimikroba,  antihipertensi,  dan antidiabetes (Fridayanti dkk., 2015; Nurmawati & Wulandari, 2018; Pahlawan & Oktaria, 2016). Daun yakon yang telah diisolasi sebelumnya dilaporkan memiliki senyawa seperti entkaurenic,  asam  fenolat,  diterpenoid,  lignin  dan  seskuiterpen  lakton  (Pahlawan  & Oktaria, 2016; Yuan dkk., 2017).
Smallanthus  sonchifolius dilaporkan  memiliki  senyawa  baru.  Hasil  dari  penelitian tersebut  mendapatkan  dua  turunan  asam octadecatrienoic dan  satu  turunan benzyl glikosida dengan  penamaain  senyawa  sebagai  berikut:  13(R)- hydroxyoctadeca - (9E,11E,15Z)- trienoic  acid,  benzyl  alcohol  7-O-α-L-arabinopyranosyl(1" → 2')-βD- glucopyranoside,  dan    13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic  acid (Xiang  dkk., 2009).  Berdasarkan  penelitian  tersebut,  peneliti  melakukan  penelitian  menggunakan senyawa baru daun yakon sebagai calon obat antidiabetes untuk menghambat enzim DPP- 4  menggunakan  pendekatan  eksperimental  dengan  metode In  silico. Metode In  silico
merupakan  pengembangan  ilmu  bidang  informatika  dalam  mengidentifikasi  potensi senyawa baru sebagai calon obat secara komputerisasi dengan penambatan molekul, yaitu prediksi konfirmasi orientasi antara ligan dan protein target. Penggunaan metode in silico ini cenderung lebih murah dan mudah karena tidak menggunakan peralatan laboratorium dan hewan coba (Damayanti dkk., 2021; Sari & Bare, 2020).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  aktivitas  inhibisi  senyawa  baru  daun yakon  terhadap  reseptor  enzim  DPP-4  berdasarkan  energi  dan  ikatan  kimia  sebagai antidiabetes. Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi klinisi agar daun yakon dapat dijadikan alternatif sebagai obat herbal antidiabetes, menambah referensi senyawa kimia yang  dapat  menghambat  aktivitas  enzim  DPP-4  untuk  menghambat  peningkatan  gula darah, dan menjadi rujukan bagi penelitian selanjutnya.

## Metode
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan pendekatan metode In silico . Peneliti menggunakan turunan senyawa asam octadecatrienoic dan  benzyl glikosida yang  terdapat  pada  daun  yakon  ( Smallanthus  sonchifolius) untuk menginhibisi  aktivitas enzim DPP-4 sebagai antidiabetes dengan menggunakan perangkat lunak Auto Dock Vina. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Perangkat komputer yang berspesifikasi Intel  Inside  CORE  i3  CPU  2.00Ghz,  4  GB  of  RAM  dengan  sistem  windos  10. Moleculer Docking dilakukan  menggunakan  perangkat  lunak  AutoDock  Vina,  AutoDock  Tools, Discovery  Studio ,  Chemdraw,  Chem3D,  Aturan  Lipinski’s  pada  situs  http://www.scfbio- iitd.res.in/software/drugdesign/lipinski.jsp,  Protein  Bank  https://www.rcsb.org/ untuk pengambilan reseptor, pengambilan ligan pada situs https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah struktur 3D dari enzime DPP-4 sebagai  reseptor,  sitagliptin  sebagai  ligan  kontrol  dan  13(R)- hydroxyoctadeca - (9E,11E,15Z)- trienoic  acid,  benzyl  alcohol  7-O-α-L-arabinopyranosyl(1" → 2')-βD- glucopyranoside,13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic acid sebagai ligan uji .
Prosedur penelitian dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Penyiapan Sturktur Reseptor Struktur protein diunduh pada situs https://www.rcsb.org/, dipilih enzim DPP-4 dengan  Kode  3F8S  kemudian  Protein  di  preparasi  mengunakan  software Discovery studio dan AutoDock Tools.
2. Penyiapan Struktur ligan
Ligan  uji  digambarkan  menggunakan  ChemDraw  dan  diminimisasi  dengan Chem3D,  kemudian  dipreparasi  menggunakan Discovery  studio dan  Autodock  Tools. Ligan pembanding dan ligan kontrol di unduh pada situs https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/  kemudian  di  preparasi  menggunakan Discovery studio dan AutoDock Tools.
3. Preparasi file docking
Dengan menggunakan Autodock Tools, semua ligan dan reseptor diubah format file menjadi pdbqt, merubah number of torsion, dan mengatur grid box pada reseptor.
4. Validasi File Docking
Validasi  metode  penambatan  dilakukan  untuk  mengetahui  parameter penambatan  molekuler.  Validasi  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat  lunak Autodock  Vina.  Uji  validitas  metode  penambatan  dilakukan  dengan  melakukan penambatan  ulang  senyawa  gosoliptin  (ligan  bawaan)  terhadap  enzim  DPP-4  dengan parameter posisi.
5. Moleculer docking
Docking dilakukan  dengan  menggunakan sorftware AutoDock  Vina  dan dijalankan menggunakan command prompt.
6. Analisis dan visualisasi docking
Analisi hasil docking dapat dilakukan dengan melihat hasil docking pada notepad yang menunjukkan hasil berupa nilai energi Gibbs (ΔG) dan Root mean Square deviation (RMSD) kemudian menganalisis hasil docking secara visual mengggunakan Discovery studio.
7. Aturan Lipinski
Penilaian  kelayakan ligan  uji menjadi  obat  oral  dilakukan  dengan  memasukan ligan  uji,  pembanding  dan  kontrol  dalam  bentuk  file  pdb  kedalam  situs http://www.scfbio-iitd.res.in/software/drugdesign/lipinski.jsp lalu melakukan prediksi.

## Hasil dan Pembahasan
Penelitian  ini  merupakan  tahap  awal  pengembangan  obat  dengan  menggunakan metode bioinformatik. Pada tahap ini dilakukan pengujian bioavailabilitas, toksisitas dan dan penambatan molekuler ligan terhadap reseptor/enzim DPP-4.
1) Stabilitas Reseptor dan Ligan
Visualisasi struktur 3D reseptor (enzim DPP-4) (PDB ID: 3F8S) diperlihatkan dengan menggunakan perangkat lunak Discovery Studio (Gambar 1A). Hasil visualisasi enzim DPP- 4 memiliki sisi aktif pada residu asam amino  Glu205, Glu206, Asn710, Tyr662, Arg125, Ser630,  Phe357,  Tyr666,  Tyr547,  dan  Ser209.  Sisi  aktif  tersebut  dianggap  berperan sebagai  tempat  substran  dan  inhibitor  berikatan.  Sisi  aktif  enzim  DPP-4  juga  dibagi  3 klasifikasi menurut Pantaleao yaitu triad katalitik, ruang oksitosin dan daerah yang menjadi jembatan  garam.  Residu  asam  amino  Ser630,  Asp708,  dan  His740  merupakan  triad katalitik, Asam amino Tyr470, dan Ser631 merupaka kategori ruang oksitosin dan asam amino  Arg358,  Tyr547,  Ser631,  Val656,  Trp659,  Tyr662,  Tyr666,  Asn710,  dan  Val711 merupakan kategori jembatan garam (Pantaleão dkk., 2018).
Konformasi  residu  pada  protein  dapat  ditentukan  dengan  melihat  diagram  pada setiap  sudut  dihedral  dari  masing-masing  residu,  diagram  ini  disebut  dengan  plot Ramachandran. Plot Ramachandaran digunakan untuk mengetahui kualitas struktur tiga dimensi  protein  hasil  dari  kristalisasi  karena  plot  Ramachandran  digunakan  dalam visualisasi  koordinat  tiga  dimensi  protein  yang  telah  ditentukan  melalui  eksperimen kedalam koordinat internal. Kluster yang terbentuk oleh residu dapat menunjukkan bentuk struktur sekunder protein tersebut.
Setiap asam amino yang menyusun protein akan memilik satu sudut phi ( ɸ ) dan psi (ψ), sehingga setiap residu asam amino dapat digambarkan sebagai satu koordinat (plot). Plot-plot  yang  menggambarkan  residu  asam  amino  pada  struktur  protein  inilah  yang disebut  Ramachandran  Plot  (Hollingsworth  &  Karplus,  2010).  Enzim  DPP-4  memiliki struktur 3D dengan resolusi sebesar 2.43 Å dari hasil kristalografi dengan metode fraksi. Diagram  rahmachandran  enzim  DPP-4  (PDB  ID:  3F8S)  menunjukkan  konfigurasi  paling banyak  terdapat  dalam  enzim  ini  adalah  β- sheet. Selain  itu  enzim  ini  memiliki  cukup banyak konfigurasi α-heliks dan γ- turn. Hasil analisis dari diagram rahmachanran didapati 92%  residu  asam  amino  berada  pada  daerah  yang  disukai  ( favored) ,  7%  menempati daerah yang diizinkan (Allowed) , dan 1% di daerah yang dihindari ( outlier) (Gambar 1B) (Anitha dkk., 2013). Kualitas struktur protein dapat diketahui dengan melihat plot residu non glisin yang terletak di daerah yang dilarang dan yang disukai. Bila residu non-glisin pada daerah terlarang lebih dari 15% dan residu pada daerah yang paling disukai kurang dari  80%  maka  struktur  protein  tersebut  memiliki  kualitas  struktur  yang  kurang baik(Hollingsworth & Karplus, 2010). Berdasarkan data yang diperoleh bahwa enzim DPP- 4 dengan kode PDB 3F8S memiliki sttuktur protein yang sangat baik.
Enzim DPP-4 memiliki dimer yang terdiri dari 2 rantai yaitu rantai A dan rantai B dengan  jumlah  residu  asam  amino  776  buah.  Struktur  enzim  DPP-4  berikatan  dengan beberapa ligan. Namun terdapat ligan yang unik dan baru di dapatkan yaitu 2-(4-{(3S,5S)- 5-[(3,3- difluoropirrolidin-1-yl) karbonil] pirrolidin-3-yl} piperazin-1yl) pirimidin (PF2) atau disebut dengan gosoliptin yang berperan sebagai inhibitor (Nedosugova dkk., 2014).
Gambar 1 . A. Struktur 3D enzim DPP-4 (PDB ID: 3F8S), B. Diagram Ramachandran enzim DPP-4 (PDB ID: 3F8S)
Tiga ligan uji yang digunakan merupakan senyawa baru dari daun yakon. Ligan A dan  C  merupakan  senyawa  turunan octadecatrienoic  acid yang memiliki  gugus  hidroksil dan  gugus  karboksilat  dengangan  rantai  alifatik.  Ligan  B  merupakann  turunan benzyl glikosida yang memiliki dua gugus glukosa dan satu gugus benzen. Gosogliptin digunakan sebagai ligan kontrol dan Sitagliptin sebagai ligan pembanding (Gambar 2).
A B
Gambar  2 . A .  13(R)-hydroxyoctadeca-(9E,11E,15Z)-trienoic  acid  (ligan  1), B .  benzyl alcohol  7-O-α-L-arabinopyranosyl(1" → 2')-β-D-glucopyranoside  (ligan  2), C . 13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 3)
Ligan yang berpotensi digunakan dalam pembuatan obat harus memenuhi aturan Lipinski. Aturan Lipinski terdiri atas lima aturan yang harus dipenuhi oleh senyawa yang dapat dijadikan obat oral. Kelima aturan yang harus dipenuhi yaitu atom reaktif kurang dari ≤ 500 Da, donor ikatan ≤ 5, akseptor  ikatan  hidrogen  ≤ 10, log P ≤ 5, dan nilai refraktivtas  molar  berkisar  40-130  (Lipinski,  2004).  Aturan  lipinski  berkaitan  dengan keadaan  absobsi,  distribusi,  merabolisme,  dan  eksresi  senyawa  tersebut  dalam  tubuh. Berdasarkan hasil uji lipinski rule , Ligan kontrol, ligan pembanding, dan ligan uji memiliki masa relatif yang kurang dari 500 Da. Jika ada ligan yang tidak memenuhi lebih dari satu aturan  lipinski  tersbut  maka  ligan  tersebut  tidak  efektif  digunakan  secara  oral  dan dianjurkan secara injeksi (Hanachi dkk., 2015). Ligan uji, kontrol, dan ligan pembanding dapat memenuhi aturan lipinski kecuali ligan 2 tidak dapat memenuhi aturan donor ikatan hidrogen yang memiliki donor ikatan hidrogen 6. Namun, ligan 2 masih dapat digunakan secara oral karna hanya melanggar satu dari lima aturan lipinski (Tabel 1).
Tabel 1. Filter Aturan Lipinski No. Ligan Massa atom relatif Donor ikatan hidrogen Akseptor ikatan hidrogen Log P Refraktivitas molar 1. Kontrol 366 1 7 0.1967 92.157 2. Pembanding 368 3 5 -2.246 90.071 3. Ligan 1 266 2 3 0.243 66.275 4. Ligan 2 382 6* 10 1.027 82.171 5. Ligan 3 266 2 3 0.243 66.275 Keterangan : Masa atom relatif ≤ 500 Log P ≤ 5
Donor Ikatan Hidrogen ≤ 5 Akseptor Ikatan Hidrogen ≤ 10 Raktivitas molar 40-130
A B C
Suatu obat untuk dapat melewati lapisan lipid bilayer sel sangatlah ditentukan oleh nilai  berat  molekul  (Mr),  H-donor  dan  H-acceptor.  Sedangkan  nilai  log  P  berhubungan dengan  hidrofobisitas  molekul  obat,  semakin  besar  nilai  log  P  maka  akan  semakin hidrofobik molekul tersebut. Kandidat obat yang berada di dalam tubuh tidak boleh terlalu hidrofobik karena dapat tertahan pada lapisan lipid bilayer dalam jangka waktu yang lama. Hal tersebut akan mempengaruhi pendistribusian obat secara luas dan akan menyebabkan selektifitas  ikatan  terhadap  protein  target  berkurang.  Senyawa  dengan  nilai  log  P  yang terlalu  negatif  (kecil)  juga  tidak  disarankan.  Semakin  negative  nilai  log  P  makan  obat tersebt akan semakin hidofilik sehingga tidak dapat melewati lapisan lipid bilayer (Lipinski dkk., 2001).

## 2) Validasi Metode Penambatan
Validasi metode penambatan dilakukan untuk mengetahui parameter penambatan molekuler. Validasi ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Autodock Vina. Uji validitas metode  penambatan  dilakukan  dengan  melakukan  penambatan  ulang  senyawa gosoliptin (ligan bawaan) terhadap enzim DPP-4 dengan parameter posisi.
Posisi Grid  box yang  digunakan  pada center_x =18.338, center_y =18.045,  dan center_z =34.070, sedangkan ukuran grid box pada size_x =40, size_y =40 dan size_z =40 yang terpusat pada sisi aktif enzim. Validasi metode penambatan dikatakan valid bila nilai RMSD  yang  dihasilkan  kurang  dari  atau  sama  dengan  2.00  Å  (Xiao  dkk.,  2018).  Hasil validasi pada penelitian ini didapatkan rata-rata nilai RMSD < 2.00 Å yaitu sebesar 1.613 Å. Hasil validasi yang diperoleh menandakan bahwa pergeseran posisi pengikatan senyawa inhibitor  tidak  jauh  bergeser  dari  posisi  sebelum  dilakukan  validasi.  Berdasarkan  nilai RMSD yang diperoleh juga menyatakan bahwa parameter grid box yang digunakan valid. Visualisasi hasil penambatan gosogliptin sebagai ligan kontrol diperlihatkan menggunakan aplikasi discovery  studio (Gambar  3).  Hasil  pengulangan  penambatan  ligan  Kontrol menghasilkan ikatan hidrogen  yang  sama  melibatkan  asam  amino Tyr662, Tyr666,  dan Ser630. Sedangkan ikatan hidrofobik yang dibentuk oleh ligan kontrol melibatkan asam amino  Arg358,  Tyr662,  Asn740,  Val711,  Glu  205,  Ser209,  Tyr631,  Val656,  Trp659, Arg125, His740, Arg125, Glu 206, Tyr547, dan Tyr666. Pada pengulangan sebanyak empat kali  hanya  terdapat  pengurangan  ikatan  hidrogen  pada  pengulangan  ke-1  yang  dengan asam amino Tyr662. Namun, metode ini dapat dinyatakan valid.
Gambar 3 . A. Interaksi gosoliptin terhadap enzim DPP-4 (PDB ID: 3F8S), B. Interaksi hasil validasi gosoliptin terhadap enzim DPP-4
3) Penambatan Molekuler
Berdasarkan  hasil  penambatan  molekuler  senyawa  uji  13(R)-hydroxyoctadeca- (9E,11E,15Z)-trienoic  acid  (ligan  1),  benzyl  alcohol  7-O-α-L-arabinopyranosyl(1" → 2')-β- D-glucopyranoside (ligan 2), 13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 3) diperoleh  energi  ikatan  (Energi  Bebas  Gibbs)  -6.2,  -7.7  dan  -5,6  kkal/mol.  Sedangkan untuk ligan kontrol (gosoliptin) dan ligan pembanding (sitagliptin) diperoleh energi ikatan secara  berturut-turut  sebesar  -8.1  dan  -8.4  kkal/mol.  Energi  bebas  Gibbs  merupakan parameter  yang  dihgunakan  untuk  menyatakan  kestabilan  ikatan  antara  ligan  dan reseptor. Secara termodinamika semakin negatif energi bebas Gibbs maka ligan tersebut semakin stabil dan reaksi akan berjalan dengan spontan.
Berdasarkan data nilai energi bebas Gibbs yang dihasilkan, diketahui bahwa ligan kontrol dan ligan pembanding lebih stabil dibandingkan dengan ligan uji. Namun, energi bebas Gibbs ligan uji juga bernilai negatif yang artinya ligan uji dapat berinteraksi dengan reseptor sehingga dapat digunakan sebagai inhibitor enzim DPP-4. Perbedaan nilai energi bebas gibbs tersebut dipengaruhi oleh perbedaan jenis dan jumlah ikatan yang terbentuk antara  ligan  dan  reseptor  seperti  interaksi  van  der  Waals,  ikatan  hidrogen,  interaksi elektrostatis  dan hidrofobik (Nayeem  dkk.,  2021).  Perbedaan interaksi  antara ligan  dan reseptor diperlihatkan pada (Gambar 4).
(A) (B) (C) (D)

## (E)
Gambar  4. A.  Interaksi  ligan  Bawaan  terhadap  DPP-4,  B.  Interaksi  Ligan  Pembanding terhadap  DPP-4,  C.Interaksi  Ligan  1  terhadap  DPP-4,  D.  Interaksi  Ligan  2 terhadap DPP-4, dan E. Interaksi Ligan 3 terhadap DPP-4
Berdasarkan hasil visualisasi diperoleh bahwa pada ligan bawaan terdapat ikatan- ikatan hidrogen yang merupakan ikatan kimia paling stabil untuk menandakan interaksi penambatan reseptor DPP-4. Begitu juga dengan ligan Kontrol, ligan 1, ligan 2 dan ligan 3 didapati ikatan hidrogen. Ikanatan hidrogen dikatakan kuat jika panjang ikatan hidrogen tersebut  kurang  dari  2.7  Å  dan  sebaliknya  (Itoh  dkk.,  2019).  Maka,  dapat  disimpulkan bahwa ligan 2 merupakan ligan yang lebih stabil dari ligan Kontrol, ligan pembanding, ligan 1 dan ligan 3 karena terdapat lebih banyak ikatan hidrogen yang kuat pada ligan 2. Namun, Ikatan hidrogen yang lemah dan kuat tersebut menjadi lebih stabil lagi karena pada setiap interaksi  terdapat  ikatan  pi,  ikatan  kovalen,  dan  ikatan  hidrofobik  yang  bertugas  untuk menyetabilkan ikatan hidrogen.
Tabel 2. Nilai ΔG dan Interaksi Ligan-Reseptor Ligan Energi Afinasi (Kkal/ mol) RMSD (Å) Residu Asam Amino Berikatan Hidrogen Jarak Ikatan Hidrogen (Å) Residu Asam Amino Hidrofobik %BSS KKkontrol -8.1 1.577 Tyr662 Tyr666 Ser630 3.35 2.60 2.70 Arg358, Ser209, Phe357, Arg669, Glu206, Arg125, His740, Tyr662, Tyr547, Tyr631, Val656, Tyr666, Trp659, Asn710, Val711, Glu205, 100% Pemba- nding -8.4 1.858  Glu206 Arg358 2.64 2.88 Phe357, Glu205, Tyr547, Tyr666, Val656, Tyr631, Trp659, Tyr662, Ser630, His740, Val711, Arg125, Asn710, Arg669, Ser209 100%
Ligan 1 -6.2 1.075 Arg669 2.23 Arg125, Glu205, Arg358, Ser209, Glu206, Phe357, Tyr547, Ser630, Tyr662, Val656, Tyr631, Tyr659, Tyr666 76% Ligan 2 -7.7 1.825 Glu206 Glu205 Ser630 Tyr547 2.37 2.27 2.26 2.27 3.09 2.51 Tyr547, Tyr662, Asn710, Val711, His740, Arg125, Arg669, Arg358, Ser209, Tyr666, Phe357, Tyr631, Gln553, Ser552 94% Liga n 3 -5.6 1.992 Arg358 Arg125 Tyr662 2.48 2.70 2.88 1.91 Tyr547,  Ser630, Val656, Ttr631, Trp659, Val711, Tyr666, Asn710, Glu205, Glu206, Phe357, Ser209, Arg669 88%
Energi  bebas  Gibbs  (ΔG)  merupakan  potensial  termodinamika  yang  diminimalkan saat sistem mencapai keseimbangan pada tekanan dan suhu konstan.  Nilai bebas Gibbs akan menunjukkan spontanitas senyawa dalam mengikat reseptor atau protein target. Nilai Gibbs  akan  semakin  spontan  mengikat  jika  bernilai  <0.  Sehingga  semakin  negatif  nilai bebas  Gibbs  interaksi  antara  ligan  dan  reseptor  akan  semakin  kuat.  Berdasarkan  hasil penelitian  diperolah  nilai  bebas  Gibbs  ligan  ligan  1,  ligan  2,  dan  ligan  3  bernilai  negatif seperti ligan kontrol dan ligan pembanding. Namun, ligan 2 memiliki nilai Gibbs tertinggi dibandingkan ligan 1 dan 3 (Du dkk., 2016).
Residu asam amino merupakan sisi aktif reseptor yang berikatan dengan ligan. Sisi aktif reseptor berperan agar ligan menghambat kerja reseptor. Enzim DPP-4 memiliki sisi aktif pada residu asam amino Glu205, Glu206, Asn710, Tyr662, Arg125. Ser630, Phe357, Tyr666,  Tyr547,  dan  Ser209.  Berdasarkan  hasil  penambatan  didapatkan  bahwa  residu asam amino yang terdapat pada ligan Kontrol, ligan pembanding, ligan 1, ligan 2, dan ligan 3 terikat pada sisi aktif reseptor seperti pada table 2 .
Binding  Site  Similarity  (%BSS)  merupakan  persentasi  kesamaan  ikatan  yang terbentuk antara reseptor dan ligan. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan bawha ligan Kontrol dan ligan pembanding memiliki %BSS 100%. Ligan 1, ligan 2, dan ligan 3 memiliki %BSS  secara  berurutan  76%,  94%,  dan  88% terhadap ligan  kontrol.  Dengan  demikian ligan  2  lebih  memiliki  kemiripian  dengan  ligan  kontrol  sebagai  ligan  penghambat  enzim DPP-4 dibandingkan ligan 1 dan 3.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil penambatan molekuler dapat disimpulkan bahwa senyawa baru dari  daun  yakon  berpotensi  menghambat  aktivitas  enzim  DPP-4  sebagai  antidiabetes berdasarkan nilai energi bebas ΔG dan ikatan kimia. Interaksi yang terbentuk antara ligan dan  reseptor  tepat  pada  Sisi  aktif  enzim  DPP-4  yaitu  Glu205,  Glu206,  Asn710,  Tyr662, Arg125, Ser630, Phe357, Tyr666, Tyr547 dan Ser209. Interaksi yang terjadi antara ligan dan  reseptor  didominasi  oleh  ikatan  hidrogen.  Senyawa  13(R)-hydroxyoctadeca-
(9E,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 1), benzyl +alcohol 7-O-α-L-arabinopyranosyl(1" → 2')-β- D-glucopyranoside (ligan 2), 13(R)-Hydroxy-octadeca-(9Z,11E,15Z)-trienoic acid (ligan 3) memiliki nilai ΔG sebesar -6.2 kkal/mol, -7.7 kkal/mol dan -5.6 kkal/mol. Namun, Benzyl alcohol 7-O-α-L-arabinopyranosyl (1" → 2')-β-D-glucopyranoside (ligan 2) lebih berpotensi menghambat  enzim  DPP-4  karena  nilai  energi  bebas  Gibbs  (ΔG)  dan  ikatan  kimia  yang terbentuk lebih negatif dan stabil dibandingkan ligan 1 dan 3.

## Daftar Pustaka
Anitha, K.,  Gopi,  G.,  Girish,  &  Kumar, P.S.  2013.  Molecular  docking  study  on dipeptidyl peptidase-4  inhibitors. International  Journal  of  Research  and  Development  in Pharmacy and Life Sciences , 2(5):602–610.
Caetano, B., de Moura, N., Almeida, A., Dias, M., Sivieri, K., & Barbisan, L. 2016. Yacon (Smallanthus  sonchifolius)  as  a  food  supplement:  health-promoting  benefits  of fructooligosaccharides. Nutrients , 8(7):436–448.
Damayanti, S., Khonsa, K., & Amelia, T. 2021. Antiviral activity and toxicity prediction of compounds contained in figs (Ficus carica L .) by in silico method. Indonesian Juournal of Pharmaceutical Science and Technology , 8(1):21–33.
Deberardinis,  R.J.  &  Thompson,  C.B.  2012.  Cellular  metabolism  and  disease:  What  do metabolic outliers teach us. Cell , 148(6):1132–1144.
Du, X., Li, Y., Xia, Y.L., Ai, S.M., Liang, J., Sang, P., Ji, X.L., & Liu, S.Q. 2016. Insights into protein–ligand interactions: Mechanisms, models, and methods. International Journal of Molecular Sciences , 17(2):1–34.
Fridayanti, A., Ibrahim, A., & Fitriyanti. 2015. Aktivitas antijamur dan identifikasi metabolit sekunder isolat jamur endofit dari daun yakon. J.Trop.Pharm.Chem , 3(2):88–93.
Hanachi,  R.,  Belaidi,  S.,  Kerassa,  A.,  &  Boughdiri,  S.  2015.  Structure  activity/property relationships  of  pyrazole  derivatives  by  mpo  and  qsar  methods  for  drug  design. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences , 6(4):923–935. Hollingsworth, S.A. & Karplus, P.A. 2010. A fresh look at the Ramachandran plot and the occurrence of standard structures in proteins. Biomolecular Concepts , 1(3):271–283.
Itoh,  Y.,  Nakashima,  Y.,  Tsukamoto,  S.,  Kurohara,  T.,  Suzuki,  M.,  Sakae,  Y.,  Oda,  M., Okamoto,  Y.,  &  Suzuki,  T.  2019.  N+-C-H···O  Hydrogen  bonds  in  protein-ligand complexes. Scientific Reports , 9(1):1–5.
Iyos, R.N. & Astuti, P.D. 2013. Pengaruh ekstrak daun sirsak (annona muricata l.) terhadap penurunan kadar glukosa darah. Majority , 6(2):144–148.
Kementrian  Kesehatan  RI.  2019.  Hari  Diabetes  Sedunia  Tahun  2018.  In Direktorat Pencegahan dan Pengendalian Penyakit Tidak Menular, Badan Litbangkes .
Lipinski,  C.A.  2004.  Lead  and  drug-like  compounds:  The  rule-of-five  revolution. Drug Discovery Today: Technologies , 1(4):337–341.
Lipinski,  C.A.,  Lombardo,  F.,  Dominy,  B.W.,  &  Feeney,  P.J.  2001.  Experimental  and computational  approaches  to  estimate solubility  and  permeability in  drug  discovery and development settings. Advanced Drug Delivery Reviews , 46(1):3–26.
Made, P. & Pathni, S.D. 2018. Tren terapi diabetes dengan glp-1 receptor agonist. Cermin Dunia Kedokteran , 45(4):291–296.
Nayeem,  S.M.,  Sohail,  E.M.,  Ridhima,  G.,  &  Reddy,  M.S.  2021.  Target  SARS-CoV-2: computation  of  binding  energies  with  drugs  of  dexamethasone/umifenovir  by molecular dynamics using OPLS-AA force field. Research on Biomedical Engineering , 37(1):1–10.
Nedosugova, L.V., Petunina, N.A., & Galstyan, K.O. 2014. Initial investigation of efficacy and safety of a new dipeptidyl peptidase-4 inhibitor, gosogliptin for type 2 diabetes in Russia. Diabetes Mellitus , 4:81–86.
Nurmawati,  T.  &  Wulandari,  N.  2018.  Efektivitas  antara umbi  dan  daun  tanaman  yakon (smallanthus sonchifolius) terhadap penurunan kadar gula darah tikus putih ( Rattus norvegicus ) yang terinduksi streptozotocin. Strada Jurnal Ilmiah Kesehatan , 7(1):63– 68.
Okoroiwu,  H.U.,  Uchendu,  K.I.,  &  Essien,  R.A.  2020.  Causes  of  morbidity  and  mortality among patients admitted in a tertiary hospital in southern Nigeria: A 6 year evaluation. PLoS ONE , 15(8):1–15.
Ozougwu, Obimba, K.C., & Unakalamba. 2013. The pathogenesis and pathophysiology of type  1  and  type  2  diabetes  mellitus. Journal  of  Physiology  and  Pathophysiology , 4(4):46–57.
Pahlawan,  P.P.  &  Oktaria,  D.  2016.  Pengaruh  daun  insulin  (smallanthus  sonchifolius) sebagai antidiabetik. Majority , 5(4):133–137.
Pantaleão, S.Q., Philot, E.A., de Resende-Lara, P.T., Lima, A.N., Perahia, D., Miteva, M.A., Scott, A.L., & Honorio, K.M. 2018. Structural dynamics of DPP-4 and its influence on the projection of bioactive ligands. Molecules , 23(2):1–10.
Saeedi, P., Petersohn, I., Salpea, P., Malanda, B., Karuranga, S., Unwin, N., Colagiuri, S., Guariguata,  L.,  Motala,  A.A.,  Ogurtsova,  K.,  Shaw,  J.E.,  Bright,  D.,  &  Williams,  R. 2019. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030  and  2045:  Results  from  the  International  Diabetes  Federation  Diabetes Atlas, 9th edition. Diabetes Research and Clinical Practice , 157:1–10.
Samata, P., Gowa, K.A.B., Munim, A., Alwi, M.K., & Syam, A. 2019. Pengaruh pemberian tepung  daun  kelor  terhadap  penurunan  glukosa  darah  pada  penderita  diabetes  di Wilayah  Kerja  Puskesmas  Samata  KAB.Gowa. Jurnal  Ilmu  Kesehatan  Diagnosis , 13(6):605–611.
Sari, D.R.T. & Bare, Y. 2020. Physicochemical properties and biological activity of bioactive compound in Pepper nigrum: In silico study. Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi , 1(1):1–6.
Silfia, S., Muchtar, H., & Failisnur, F. 2015. Pengaruh perbedaan persentase penambahan gliserin  dan  konsentrasi  larutan  ekstrak  gambir  terhadap  beberapa  sifat  fisika  dan kadar tanin tinta stempel. Jurnal Litbang Industri , 5(1):53–60.
Widyawati, T., Purnawan, W.W., Atangwho, I.J., Yusoff, A., Ahmad, M., & Zaini. A.M. 2015. Anti-diabetic activity of syzygium polyanthum (wight) leaf extract, the most commonly used  herb  among  diabetic  patients  in  Medan,  North  Sumatera,  Indonesia. International  Journal  of  Pharmaceutical  Sciences  and  Research  IJPSR ,  6(4):1698– 1704.
Xiang, Z., Gai, K., Dou, D.Q., Kang, T.G., Shi, Y.Y., & Dong, F. 2009. New compounds from leaves  of  Smallanthus  sonchifolius. Natural  Product  Communications ,  4(9):1201– 1204.
Xiao, W., Wang, D., Shen, Z., Li, S., & Li, H. 2018. Multi-body interactions in molecular docking program devised with key water molecules in protein binding sites. Molecules , 23(9):1–24.
Yuan,  Y.,  Win  Aung,  K.K.,  Ran,  X.,  Wang,  X.,  Dou,  D.,  &  Dong,  F.  2017.  A  new sesquiterpene lactone from yacon leaves. Natural Product Research , 31(1):43–49.