## Original Artikel
Received Mei 2022 / Revised Juni 2022 / Accepted Juni 2022

## Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi
p-ISSN: 2716-151X
e-ISSN: 2722-869X
Potensi Sechium edule sebagai Terapi Hipertensi: Studi In Silico
Potential of Sechium edule as Hypertensive Therapy: In Silico Study Maria Marcelina Dua Nurak, Maria Alvensia Lute, Margaretha Nona Eci, Yohanes Bare 1
1 Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Nusa Nipa, Maumere, 86111, Indonesia

## Abstrak
Hipertensi didefinisikan sebagai tekanan darah tinggi dan menjadi salah satu pembunuh di dunia.  Terapi  hipertensi  berfokus  pada  protein Angiotensin  Converting  Enzim (ACE)  yang memiliki fungsi modulator konversi AT1-AT2. Pengobatan memanfaatkan kandungan kalium buah  labu  yang  memiliki  fungsi  supresi  ACE.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk mengeksplorasi  kalium  dalam  labu  siam  sebagai  inhibitor  ACE.  Penelitian  bioinformatika, kalium (CID: 5462222) diunduh dari database PubChem sedangkan protein ACE (ID: 3bkk) diperoleh dari Protein Data Bank. Ligan dan protein didocking menggunakan perangkat lunak HEX,  hasil  penelitian  divisualisasikan  menggunakan  Discovery  studio.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  labu  siam  memiliki  kandungan  kalium  yang  memiliki  potensi  sebagai salah satu terapi hipertensi melalui penghambatan kinerja ACE sehingga tidak terjadi konversi angiotensin I menjadi angiotensin II. Labu siam dapat dijadikan alternatif dalam pengobatan hipertensi.
Kata Kunci: ACE, hipertensi, kalium, labu siam http://dx.doi.org/10.55241/spibio.v3i2.60

## 1.  Pendahuluan
Hipertensi  atau  tekanan  darah tinggi  merupakan    keadaan  dimana arteri  mengalami  peningkatan  tekanan darah yaitu tekanan darah sistolik ≥ 140 𝑚𝑚𝐻𝑔 atau  tekanan  darah  diastolic ≥
90 𝑚𝑚𝐻𝑔 yang menetap.
Meningkatnya  tekanan  darah  tersebut dapat  menyebabkan  faktor  utama resiko  terhadap  stroke,  gagal  jantung, serangan jantung dan kerusakan ginjal (WHO, 2013).  Menurut American Heart Association atau AHA dalam Kemenkes (2018),  hipertensi  merupakan silent killer dimana  gejala  dari  hipertensi  ini
berbeda-beda  untuk  masing-masing individu  seperti  rasa  berat  di  tengkuk, fertigo,  jantung  berdebar,  penglihatan kabur, telinga berdenging, mudah lelah serta mimisan.
Hipertensi terjadi di seluruh dunia dan  mencapai  lebih  dari  1,3  miliar orang, dimana angka tersebut menggambarkan  jumlah  penduduk dewasa  di  dunia  dari  31%  telah mengalami  peningkatan  sebesar  5,1% sehingga  lebih  besar  dibanding prevalensi  global  pada  tahun  2000 sampai  2010  (Bloch,  2016).    Provinsi
Nusa Tenggara Timur
sendiri mengalami peningkatan
kasus hipertensi  sebesar  7,2%  atau  sekitar 76.130 kasus. Angka yang cukup tinggi ini  menempatkan  hipertensi  sebagai penyakit  tertinggi  keempat  di  provinsi Nusa  Tenggara  Timur  (KEMENKES, 2018).
Hipertensi terjadi saat
Angiotensin-Converting Enzyme (ACE)
membentuk angiotensin II dari angiotensin I (Bare et al., 2019, 2020). Enzim ini merupakan zinc terglikosilasi di peptidil-karboksipeptidase yang berfungsi  untuk  mengatur  tekanan darah arteri dan keseimbangan elektrolit melalui sistem renin- angiotensin-aldosteron (RAAS).  Enzim ini  memiliki  substrat  dengan  spesifitas yang  rendah  pada  in vitro.  ACE  terdiri dari  rantai  polipeptida  tunggal  yang tersusun atas dua domain yaitu N dan C. ACE terdapat pada beberapa bagian tubuh  seperti  tubulus  proksimal  ginjal, saluran  gastrointestinal,  organ  jantung dan  otak.  Gen Angiotensin-Converting Enzyme (ACE)  terdapat  pada  ginjal yang  mengatur  fungsi  ginjal  seperti reabsorpsi  natrium,  aktivitas  sistem renin-angiotensin (RAS)  dan  regulasi katekolamin (Williamson  et  al.,  2017). Gen  ACE  yang  mengkode  enzim pengubah  angiotensin  I  menjadi angiotensin II  adalah protease katalitik utama dalam sistem renin-angiotensin- aldosteron (Chiou et al., 2017; Ferrario, 2011).  Setelah  gen  ACE  mengubah angiotensin  I  menjadi  angiotensin  II, angiotensin  II  akan  berikatan  dengan reseptor yang ada dalam membran sel di  berbagai  organ  tubuh  sehingga menyebabkan vasokontriksi (Bare et al.,
2020; Imai et al., 2008).
Labu  siam  ( Sechium  edule ) merupakan  tanaman  yang  termasuk
dalam famili Cucurbitaceae dan tumbuh tersebar  di  berbagai  daerah  termasuk Indonesia  dan  dimanfaatkan  sebagai bahan  makanan  dan  juga  bahan pengobatan.  Labu  siam  juga  banyak dikonsumsi masyarakat karena harganya  yang  relatif  murah  dan  rasa yang enak dan dingin. Menurut Badan Pusat  Statistik  (2017),  produksi  labu siam di Indonesia dari tahun 2012-2016 mengalami  peningkatan  dari  428.083 ton menjadi 603.325 ton. Sementara itu, produksi  labu  siam  di  provinsi  Nusa Tenggara Timur mencapai 16.713,6 ton pada tahun 2020 (Badan Pusat Statistik, 2020).  Pemanfaatan  bahan  alam sebagai  terapi  penyakit  menjadi popular  sehingga  dapat  menurunkan prevalensi berbagai penyakit (Ahmad et al., 2019; Sari et al., 2022; Vincentius & Bare, 2022).
Labu  siam  mengandung  kalium yang  memiliki  efek  diuretik  sehingga dapat menurunkan kadar garam dalam darah melalui ekskresi urine. Kalium ini bermanfaat  untuk  mengurangi  sekresi renin yang menyebabkan menurunnya angiotensin  II  sehingga  vasokontriksi pembuluh  darah  berkurang  dan menurunnya aldosteron sehingga reabsorbsi  natrium  dan  air  ke  dalam darah berkurang. Selain itu, kalium juga mempunyai  efek  pompa  Na-K  yaitu kalium dipompa dari cairan ekstraseluler ke dalam sel, dan natrium dipompa ke luar sehingga kalium dapat menurunkan tekanan darah  (Gunawan, 2012).  Kalium  juga  bermanfaat  untuk memicu  kerja  otot  dan  simpul  saraf, memperlancar  suplai  oksigen  ke  otak dan membantu menjaga keseimbangan cairan (Lalage, 2013). Tujuan penelitian ini  eksplorasi  kalium  dalam  labu  siam sebagai inhibitor ACE.

## 2.  Metode
Penelitian ini mengadopsi jenis penelitian  bioinformatika.  Kalium  (CID: 5462222)  diunduh  dari  database PubChem sedangkan protein ACE (ID: 3bkk) diperoleh dari Protein Data Bank. Kalium dipreparasi menggunakan PyRex  dengan  meminimalisir  energy sedangkan
ACE dipreparasi menggunakan Discovery  Studio  Client 4.1  untuk  menghilangkan  ligand  an
molekul  air  yang  berikatan.  HAsil preparasi kemudian di docking menggunakan  perangkat  lunak  HEX,
hasil penelitian divisualisasikan menggunakan DIscovery studio, parameter  yang  diukur  adalah  jumlah residu  asam  amino,  jenis  ikatan  serta tingkat pengikatan kalium-ACE (Bare & Sari, 2021).

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Interaksi  protein  ACE  (Angiotensin Converting Enzyme) dan senyawa yang terkandung  dalam  kalium  labu  siam menunjukan  adanya  interaksi  pada residu  asam  amino  GLU403  dan ARG522  (Kategori  ikatan  Unfavorable jenis  ikatan  Unfavorable  Bump), GLU225,  GLU403  (Kategori  ikatan
Electrostatic  jenis  ikatan  Pi-Anion), PHE570  (Kategori  ikatan  Hydrophobic jenis ikatan Pi-Sigma), PHE570 (Kategori  ikatan  Hydrophobic  jenis ikatan Pi-Pi Stacked), HIS387, HIS410, MET223,  PRO407,  LYS118  (Kategori ikatan  Hydrophobic  jenis  ikatan  Pi- Alkyl) (Gambar 1, Tabel 1).
Gambar 1 . Interaksi antara Senyawa labu siam dan Protein ACE
Protein  ACE  memiliki  nilai  aromatik pada permukaan maupun tepi, interpolated charged sedang sedangkan  Ionizability  berada  pada range netral akan tetapi ditemukan sisi asam  dan  basa  pada  tepi  protein
(Gambar  1a,  c,  e).  Protein  ACE berperan  sebagai  donor  dan  acceptor h-Bond  (Gambar  1b),  selanjutnya berada  pada  tingkat  hydrophobicity yang  renda  (indikasi  warna  biru menutupi  ikatan  yang  terbentuk)
(Gambar 1d), nilai SAS rendah dan juga tinggi  dalam  keadaan  hamper  sama hanya berbeda posisi (Gambar 1f).

## Tabel 1. Interaksi antara Senyawa labu siam dan Protein ACE
Delapan residu asam amino ditemukan hasil interaksi kalium dan ACE. Delapan residu asam amino (GLU403, ARG522, GLU225,  PHE570,  HIS387,  HIS410, MET233,  PRO407)  diprediksi  memiliki aktivitas penghambatan terhadap ACE. Penghambatan  ACE  merupakan  poin kunci  terapi  hipertensi.  Beberapa dampak  terapi  inhibitor  ACE  tertentu juga  telah  dikaitkan  dengan  efek kesehatan  positif  di  luar  pengaturan tekanan  darah  (Bhullar  et  al.,  2014). Labu  siam  diprediksi  memiliki  bahan aktif  flavonoid.  Konsumsi  makanan yang  mengandung  senyawa  flavonoid dapat  memediasi  penurunan  tekanan darah,  hal  ini  kemungkinan  eksplorasi bahan  pangan  dengan  kandungan flavonoid tinggi dapat bertindak sebagai
inhibitor  ACE  (Actis-Goretta  et  al., 2006).  Kalium  ini  bermanfaat  untuk mengurangi sekresi renin yang menyebabkan menurunnya angiotensin II  sehingga  vasokontriksi  pembuluh darah  berkurang  dan  menurunnya aldosteron sehingga reabsorbsi natrium dan  air  ke  dalam  darah  berkurang. Selain itu, kalium juga mempunyai efek pompa Na-K yaitu kalium dipompa dari cairan  ekstraseluler  ke  dalam  sel,  dan natrium  dipompa  ke  luar  sehingga kalium  dapat  menurunkan  tekanan darah  (Gunawan, 2012). Stabilitas dan kekuatan interaksi kalium-ACE menjadi kuat  karena  didukung  oleh  beberapa jenis ikatan  unfavourable, electrostatic, dan  hydrophobic  (Bare,  2022;  Bare  et al., 2022; Elfi et al., 2021; Krisnamurti et al., 2020, 2021).

## 4.  Simpulan
Labu  siam  memiliki  kandungan  kalium yang  memiliki  potensi  sebagai  salah satu terapi hipertensi melalui
penghambatan  kinerja  ACE  sehingga tidak  terjadi  konversi  angiotensin  I menjadi angiotensin II.

## Acknowledgements
Terima  kasih  kepada  Program  Studi  Pendidikan  Biologi  yang  memfasilitasi pengerjaan praktikum Mata Kuliah Biologi Molekuler.

## Daftar Pustaka
Ahmad,  N.  I.,  Bunga,  Y.  N.,  &  Bare,  Y.  (2019).  Etnobotani  Tanaman  Cabai  Merah  Keriting (Capsicum  Annum  L.)  Di  Desa  Waiwuring,  Kecamatan  Witihama  Kabupaten  Flores Timur. Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi , 2 (2), 10.
Bare, Y. (2022). Interaction Phloroglucinol as inflammation therapy through Cyclooxygenase-
2  (COX-2)  gene  inhibition. Jurnal  Ilmiah  Medicamento , 8 (1),  14 – 21. https://doi.org/10.36733/medicamento.v8i1.3162
Bare, Y., Helvina, M., Krisnamurti, G. C., & S, M. (2020). The Potential Role of 6-gingerol and 6-shogaol as ACE Inhibitors in Silico Study. Biogenesis: Jurnal Ilmiah Biologi , 8 (2), 210. https://doi.org/10.24252/bio.v8i2.15704
Bare, Y., Sari, D. R., Rachmad, Y. T., Tiring, S. S. N. D., Rophi, A. H., & Nugraha, F. A. D. (2019). Prediction Potential Chlorogenic Acid As Inhibitor Ace (In Silico Study). Bioscience ,
3 (2), 197. https://doi.org/10.24036/0201932105856-0-00 Bare, Y., & Sari, D. R. T. (2021). Pengembangan Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) Berbasis
Inkuiri Pada Materi Interaksi Molekuler. BioEdUIN , 11 (1), 8. https://doi.org/10.15575/bioeduin.v11i1.12077
Bare, Y., Sari, D. R. T., Ujiana, W. O., Ra’o, P. Y. S., & Pada, K. (2022). REPURPOSING OF 6 - PARADOL  AS  AN  ALTERNATIVE  HERBAL  MEDICINE  FOR  ALZHEIMER  DISEASE.
Medical Sains : Jurnal Ilmiah Kefarmasian , 7 (2), 1 – 8. https://doi.org/10.37874/ms.v7i2.289
Bhullar, K. S., Lassalle-Claux, G., Touaibia, M., & Rupasinghe, H. P. V. (2014). Antihypertensive effect  of  caffeic  acid  and  its  analogs  through  dual  renin – angiotensin – aldosterone system  inhibition. European  Journal  of  Pharmacology , 730 ,  125 – 132. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2014.02.038
Bloch, M. J. (2016). Worldwide prevalence of hypertension exceeds 1.3 billion. Journal of the American Society of Hypertension , 10 (10), 753 – 754. https://doi.org/10.1016/j.jash.2016.08.006
Chiou,  S.-Y.,  Sung,  J.-M.,  Huang,  P.-W.,  &  Lin,  S.-D.  (2017).  Antioxidant,  Antidiabetic,  and Antihypertensive Properties of Echinacea purpurea Flower Extract and Caffeic Acid Derivatives  Using In  Vitro Models. Journal  of  Medicinal  Food , 20 (2),  171 – 179. https://doi.org/10.1089/jmf.2016.3790
Elfi, T. N., Bunga, Y. N., & Bare, Y. (2021). Studi Aktivitas Biologi Secara In Silico Senyawa Nonivamide Dan Nordihydrocapsaicin Sebagai Anti Inflamasi. Florea : Jurnal Biologi dan Pembelajarannya , 8 (2), 82. https://doi.org/10.25273/florea.v8i2.9983
Ferrario, C. M. (2011). ACE2: More of Ang-(1 – 7) or less Ang II?: Current Opinion in Nephrology and Hypertension , 20 (1), 1 – 6. https://doi.org/10.1097/MNH.0b013e3283406f57 Gunawan, D. (2012). Ilmu Obat Alam (Farmakologi) Jilid I . Penebar Swadaya.
Imai, Y., Kuba, K., & Penninger, J. M. (2008). The discovery of angiotensin-converting enzyme 2 and its role in acute lung injury in mice: Discovery of ACE2 and its role in acute lung injury. Experimental Physiology , 93 (5), 543 – 548. https://doi.org/10.1113/expphysiol.2007.040048 KEMENKES. (2018). Hasil Utama RESKESDAS 2018 . Kementrian Kesehatan Badan  Penelitian dan Pengembangan Kesehatan.
Krisnamurti, G. C., Bare, Y., Amin, M., & Primiani, C. N. (2020). Combination of Curcumin from Curcuma longa and Procyanidin from Tamarindus indica in Inhibiting Cyclooxygenases for Primary Dysmenorrhea Therapy: In silico study. Biointerface Research in Applied Chemistry , 11 (1), 7460 – 7467. https://doi.org/10.33263/BRIAC111.74607467
Krisnamurti, G. C., Sari, D. R. T., & Bare, Y. (2021). Capsaicinoids from Capsicum annuum as an Alternative FabH Inhibitor of Mycobacterium Tuberculosis: In Silico Study. Bahan Alam, COX-2, Inflamasi, Phaeophyta, Phloroglucinol , 25 (4), 195 – 202. https://doi.org/10.7454/mss.v25i4.1248
Lalage, Z. (2013). Khasiat Selangit 101 Buah dan Sayur . Galmas Publisher.
Sari, D. R. T., Krisnamurti, G. C., & Bare, Y. (2022). Pemetaan Bioaktivitas Senyawa Metabolit Sekunder Pada Kayu Secang (Caesalpinia sappan) Secara In Silico. Journal Pharmasci (Journal of Pharmacy and Science) , 7 (1), 8.
Vincentius, A., & Bare, Y. (2022). Pemetaan Bioaktivitas Senyawa pada Kantung Tinta Cumi- cumi (Loligo vulgaris) Secara In Silico. Jurnal Ilmiah Wahana Pendidikan , 8 (2), 09 – 16. https://doi.org/10.5281/ZENODO.5971402
WHO. (2013). A global brief on hypertension: Silent killer, global public health crisis: World Health Day 2013 . WHO Press.
Williamson,  C.  R.,  Khurana,  S.,  Nguyen,  P.,  Byrne,  C.  J.,  &  Tai,  T.  C.  (2017).  Comparative Analysis  of  Renin-Angiotensin  System  (RAS)-Related  Gene  Expression  Between Hypertensive and Normotensive Rats. Medical Science Monitor Basic Research , 23 ,
20 – 24. https://doi.org/10.12659/MSMBR.901964