Studi in silico potensi anthelmintik rambusa ( Passiflora foetida ) sebagai inhibitor produksi ATP pada Ascaris suum

## Dede Rival Novian, Aji Winarso*
Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Nusa Cendana, Penfui, Kota Kupang, Nusa Tenggara Timur
ABSTRAK: Resistensi terhadap anthelmintika memacu upaya penemuan anthelmintika baru yang bekerja melalui pengham- batan produksi energi ATP anaerobik pada sel parasit. Parasit melakukan metabolisme menggunakan enzim fumarat reduktase yang  berfungsi  untuk  mengubah  fumarat  menjadi  suksinat.  Reaksi  fumarat  reduktase  terjadi  di  mitokondria  dengan  bantuan rhodoquinone. Mitochondrial rhodoquinol-fumarate reductase dianggap sebagai target reseptor yang baik untuk pengemban- gan anthelmintik baru. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi interaksi antara senyawa Passiflora foetida dengan reseptor mitochondrial rhodoquinol-fumarate reductase dari cacing Ascaris suum dengan metode in silico . Hasil penelitian menunjuk- kan bahwa senyawa bioaktif ermanin dan deidadlin dari Passiflora foetida memiliki potensi sebagai senyawa obat anthelmin- tik.  Aktivitas  senyawa  ermanin  dan  deidaclin  memiliki  ernegi  afinitias  berturut  turut-turut  sebesar  -8,2  kcal/mol  dan  -7,8 kcal/mol, bahkan lebih rendah dari senyawa Atpenin (-7,6kcal/mol).
Kata kunci: molecular docking, mitochondrial rhodoquinol-fumarate reductase, herbal anthelmintic

## ■ PENDAHULUAN
Kecacingan  merupakan  masalah  paling  umum  pada  ternak yang  merugikan,  sulit  dikendalikan,  tetapi  juga  terabaikan. Cacing Ascaris  suum pada  ternak  babi,  selain  bersifat  zoo- nosis,  dapat  juga  menyebabkan  malnutrisi,  gangguan  per- tumbuhan  dan  perkembangan  hingga  menyebabkan  kema- tian pada manusia (Hewitson & Maizels 2014). Baik parasit pada  manusia  maupun  hewan, kini  sudah  mulai  menunjuk- kan  adanya  gejala  resistensi  terhadap  sediaan  antiparasit. Oleh karena itu perlu dicarikan alternatif senyawa baru un- tuk mengendalikan parasit. Anthelmintika dari bahan herbal sudah mulai banyak dikembangkan. Satu di antara tanaman potensial yang tumbuh di Kupang adalah Rambusa ( Passif- lora  foetida )  (Gambar  1).  Patel et  al .  (2011)  menuliskan rangkuman  tentang  genus Passiflora potensinya,  di  anta- ranya memiliki manfaat sebagai anthelmintika.
Metode Molecular  docking (MD)  dalam  kajian  pengem- bangan  senyawa  obat baru  mampu  memprediksi  ikatan  ter- kuat  antara  senyawa  bioaktif  dengan  protein  target  melalui berbagai fungsi skoring. Metode MD ini dapat meminimal- kan  kegagalan  dalam  tes in  vitro ataupun in  vivo. Studi in silico dengan  metode MD  dapat  digunakan  untuk  mempre- diksi  interaksi  terbaik  antara senyawa  obat dengan  reseptor (Novian et  al. 2019).  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mem- prediksi  energi  bebas  yang  terjadi  dari  interaksi  beberapa senyawa  bioaktif Passiflora  foetida dengan  reseptor Mito- chondrial
rhodoquinol-fumarate
reductase (PDB ID:3VRA) dari parasit Ascaris suum menggunakan  metode melocular docking .
Gambar 1 Tanaman (A) dan buah (B) Rambusa ( Passiflora foetida ) yang tumbuh di Kupang, Nusa Tenggara Timur.
■ METODOLOGI
Persiapan struktur makromolekul dan ligan (Modifikasi Arry et al. 2018)
Proses  persiapan  terdiri  dari  pencarian  dan  pengunduhan, optimasi  struktur,  pemisahan  residu  dari  pengotor  dan  pe- nentuan binding  site untuk  interaksi  antara  makromolekul dengan  senyawa  obat.  Ada  dua  jenis  ligan  yang  digunakan untuk docking ,  yaitu  (1)  senyawa  bioaktif  dari Passiflora foetida tersedia dalam
Database
PubChem (http://PubChem.ncbi.nlm.gov),  dan  ChemSpider,  (2)  se- nyawa obat komersial (Kontrol positif; Atpenin) yang dipe- roleh  dari  studi  literatur  mengenai  obat  anthelmintik  dan
ISSN 2581-2416 DOI: http://dx.doi.org/10.29244/avl.3.4.79-80 http://journal.ipb.ac.id/index.php/arshivetlett
Diterima: 19-10-2019 | Direvisi: 15-11-2019 | Disetujui: 27-11-2019 ©  2019  CC-BY-SA.  Ini  adalah  artikel Open  Access yang  didistribusikan berdasarkan  ketentuan  dari Creative  Commons  Attribution  ShareAlike  4.0 International License ( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ ).
tersedia dalam Database PubChem (http: //PubChem.ncbi.nlm.gov) dan ChemSpider.
Simulasi molecular docking (Modifikasi Arry et al. 2018)
Simulasi molecular  docking dilakukan  menggunakan  Au- toDock  Vina.  Koordinat  situs  pengikatan  dan  ukuran  grid- box  menggunakan nilai dari hasil re-docking kristal 3VRA. Molecular  docking pada  program  Vina  menggunakan  nilai exhaustivenes  30  agar  simulasi  berjalan  homogen  dan  juga menggunakan  format  file  *.pdbqt  untuk  mendapatkan  kon- formasi ligan terbaik.

## ■ HASIL DAN PEMBAHASAN
Cara  kerja  senyawa  antiparasit  dapat  berupa  mekanisme inhibisi  reaksi  kimia  dalam  sel  parasit.  Cacing  parasit melakukan  metabolisme  menggunakan  enzim  fumarat reduktase  yang  berfungsi  mengubah  fumarat  menjadi suksinat.  Reaksi  metabolisme  ini  dapat  menghasilkan  ATP secara  anaerob.  Reaksi  fumarat  reduktase  terjadi  di mitokondria  dengan  bantuan  rhodoquinone  (RQ)  (Sakai et al. 2012).  Jika  kompleks  enzim  melibatkan mitochondrial rhodoquinol-fumarate reductase terganggu, maka metabolisme  dari  parasit  tidak  akan  menghasilkan  ATP. Oleh  sebab  itu mitochondrial  rhodoquinol-fumarate reductase dianggap sebagai target reseptor yang baik untuk pengembangan antelmintik baru (Sakai et al. 2012).
Interaksi  kompleks  senyawa  bioaktif  dengan  protein (ligan-reseptor) ini diidentifikasi oleh program docking dan energi  afinitas  ikatan  diprediksi  menggunakan  simulasi energi  bebas  (Fatmawaty et  al. 2015).  Hasil  studi docking oleh  Ikemufuna et  al. (2014)  menyebutkan  bahwa  enzim mitochondrial  rhodoquinol-fumarate  reductase (PDB  ID  : 3VRA)  yang terdapat di Ascaris suum dapat dihambat oleh senyawa atpenin (Irwin & Shoichet 2005).
Energi dari interaksi ligan dengan reseptor Mitochondrial rhodoquinol-fumarate  reductase dari Ascaris  suum ditunjukkan  oleh  Tabel  1.  Ligan  terdiri  dari  atpenin (Senyawa obat komersial), dan sisanya volkenin, tetraphilin B, ermanin, deidaclin, eicosatrienoic acid methyl ester, dan Cis-11-Hexadecenal adalah  senyawa  bioaktif  dari passiflora foetida. Atpenin  adalah  senyawa  obat  yang  menjadi senyawa kontrol positif, tujuanya untuk mendapatkan acuan skor.  Energi  senyawa  bioaktif  ermanin  dan  deidaclin memiliki  nilai  paling  rendah  berturut  turur  -8,2  kcal/mol dan  -7,8  kcal/mol,  bahkan  lebih  rendah  dari  senyawa kontrol  positif  (atpenin)  -7,6  kcal/mol.  Semakin  rendah energi  afinitias  maka  interaksi  ligan  reseptor  tersebut semakin  stabil.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  senyawa ermanin  dan  deidaclin  dapat  digunakan  sebagai  kandidat senyawa  obat  anthelmintik  untuk Ascaris  suum. Penelitian ini  memerlukan  tahap  uji  lanjut in  vitro maupun in  vivo sebagai  langkah  validasi  anthelmintik  dari  ermanin  dan deidaclin.

## Tabel 1 Energi bebas ligan-reseptor
Ligan Afinitas (kcal/mol) Atpenin -7,6 Volkenin -7,3 Tetraphillin B -7,0 Ermanin -8,2 Deidaclin -7,8 Eicosatrienoic acid methyl ester -5,3 Cis-11-Hexadecenal -4,8

## ■ SIMPULAN
Senyawa  bioaktif  ermanin  dan  deidadlin  dari Passiflora foetida secara in  silico memiliki  potensi  sebagai  senyawa obat  anthelmintik.  Ermanin  dan  deidaclin  memiliki  energi afinitas lebih rendah dari senyawa atpenin yang terkandung pada obat komersial.

## ■   INFORMASI PENULIS
Penulis untuk Korespondensi *AW: ajiwinarso@staf.undana.ac.id
Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Nusa Cendana, Penfui, Kota Kupang, Nusa Tenggara Timur, INDONESIA

## ■   PUSTAKA ACUAN
Fatmawaty,  Hanafi  M,  Rosmalena,  Prasasty  VD.  2015.  Skrining  in silico  potensi  senyawa  allicin  dari Allium  sativum sebagai  antiplas- modium. Jurnal Kimia Terapan Indonesia (Indonesian Journal of Ap- plied Chemistry). 17(2): 175-184.
Hewitson JP, Maizels RM. 2014. Vaccination against helminth parasite infections. Expert Review of Vaccines. 13(4): 473-487.
Ikemefuna U, Olujide O, Clementina A. 2014. Determination of bind- ing  affinities  of  some  approved  drugsto Ascaris  suum mitochondrial rhodoquinol-fumaratereductase  by  in  silico  molecular  docking.  Jour- nal of Pharmaceutical and Allied Sciences. 11(2): 2114-2124.
Irwin JJ, Shoichet BK. 2005. ZINC – A Free Database of Commercial- ly  Available  Compounds  for  Virtual  Screening.  Journal  of  Chemical Information and Modeling. 45(1):177-82.
Novian  DR,  Ikhwani  AZN,  Winarso  A.  2019.  Uji  farmakodinamik, drug-likeness,  farmakokinetik  dan  interaksi  senyawa  aktif  kayu  ular ( Strychnos lucida ) sebagai inhibitor Plasmodium falciparum secara in silico. Jurnal Veteriner Nusantara. 2(2): 71-78.
Patel SS, Soni H, Mishra K, Singhai AK. 2011. Recent updates on the genus Passiflora: A review. International Journal of Research in Phy- tochemistry & Pharmacology. 1(1): 1-16.
Sakai C,  Tomitsuka E, Esumi  H,  Harada  S,  Kita  K.  2012.   Mitochon- drial  fumarate  reductase as  a  target  of  chemotherapy:  From parasites to cancer cells. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Sub- jects. 1820 (5): 643–651.
Yanuar  A,  Pratiwi  I,  Syahdi  RR.  2018.  In  silico  Activity  Analysis  of Saponins  and  2,  5-Piperazinedione  from  Marine  Organism  against Murine Double Minute-2 Inhibitor and Prcaspase-3 Activator. Journal of Young Pharmacists. 10(2): S16-S19.