## 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

## Analisis Interaksi Molekuler Senyawa Homodihydrocapsaicin sebagai Inhibitor COX-2

## Molecular Interaction Analysis of Homodihydrocapsaicin as COX-2 Inhibitor
Maria Nona Elci Lele, Nurul Imaniyah Ahmad, Yohanes Bare
1 Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Nusa Nipa, Maumere, 86111, Indonesia

## Abstrak
Pemanfaatan Capsicum frutescens L sebagai terapi berbagai penyakit salah satunya inflamasi di  dalam  tubuh,  menjadi  fokus  saat  ini  dikarenakan  mengandung  senyawa  bersifat farmakologis seperti homodihydrocapsaicin . Senyawa yang diperoleh homodihydrocapsaicin didownload SMILES dari aplikasi PubChem dengan (CID: 3084336) diunduh dari database PubChem , Protein COX-2 (ID 6cox) diunduh dari Protein Data Bank. Proses preparasi protein dan  ligan, docking ,  visualisasi  maupun  analisis  mengadopsi  penelitian  sebelumnya.  Tujuan penelitian menganalisis interaksi molekuler senyawa homodihydrocapsaicin sebagai Inhibitor COX-2.  Interaksi  senyawa homodihydrocapsaicin dan  COX-2  membentuk  beberapa  ikatan residu  asam  amino  yang  membentuk  ikatan  hidrofobik,  ikatan  hidrogen,  dan  gaya van  der Waals .  Energi  ikatan  yang  terbentuk  adalah  -284.86  cal/mol,  sehingga  senyawa homodihydrocapsaicin sebagai  terapi  inflamasi  dengan  menghambat  mediator  inflamasi (COX-2). Capsicum frutescens L. dapat dimanfaatkan sebagai terapi inflamasi di dalam tubuh.
Kata Kunci: Capsicum frutescens L, cox-2 , homodihydrocapsaicin , http://dx.doi.org/10.55241/spibio.v3i2.63

## 1.  Pendahuluan
Cabai
rawit ( Capsicum frutescens L.)  merupakan  salah  satu jenis buah yang banyak dibudidayakan oleh  petani  Indonesia  karena  memiliki harga  jual  yang  tinggi  dan  memiliki beberapa  manfaat  kesehatan.  Data Badan Pusat Statistik (BPS) Kabupaten Ende melaporkan produksi cabai besar segar  dengan  tangkai  tahun  2014 sebesar  1,7  ribu  ton.  Dibandingkan tahun 2013, terjadi penurunan produksi sebesar  208  ton  (10,86%).  Penurunan
ini  disebabkan  oleh  menurunnya  luas panen  sebesar  371  hektar  (31,52%) dibandingkan tahun 2013.
Observasi  dan  wawancara  di masyarakat Desa Magekapa, masyarakat menggunakan bagian daun cabai  rawit  sebagai  obat  bisul.  Kajian cabai  rawit  ( Capsicum  frutescens L.) juga  digunakan  untuk  pengobatan batuk,  sakit  gigi,  radang  tenggorokan, parasit,  rematik,  dan  juga  digunakan sebagai  antiseptik,  kontra  iritasi,  nafsu
makan [1].
Pengetahuan
lokal masyarakat  setempat  perlu  untuk didokumentasikan  agar  tidak  hilang pada  zaman  modern,  karena  hanya diwariskan pada keturunan tertentu [2], [3].
Pengetahuan  lokal  tersebut belum  teruji  secara  ilmiah  karena masyarakat  hanya  mempercayai  pada hasil yang diperoleh. Hasil studi literatur menunjukkan  tanaman  cabai  rawit mengandung  berbagai  macam  bioaktif kimia.  Studi  literatur  tanaman  cabai
rawit  menunjukkan  kandungan  vitamin C [4]. Kandungan utama lainnya adalah Capsaicin pada cabai adalah capsaicin, diikuti oleh dihydrocapsaicin, nordihydrocapsaicin, homodihydrocapsaicin
dan homocapsaicin [5]. Kandungan tersebut diprediksi memiliki khasiat sebagai anti parasite, antitussive, dan anti inflamasi [1], [6].  Tujuan penelitian menganalisis interaksi
molekuler senyawa homodihydrocapsaicin sebagai Inhibitor COX-2. 2.  Metode Senyawa yang diperoleh
homodihydrocapsaicin didownload SMILES dari aplikasi PubChem dengan (CID: 3084336) diunduh dari database PubChem ,  Protein  COX-2  (ID  6cox)
diunduh dari Protein Data Bank . Proses preparasi  protein  dan  ligan, docking , visualisasi maupun analisis mengadopsi penelitian sebelumnya [7] – [9].

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Senyawa homodihydrocapsaicin merupakan salah satu komponen yang terdapat  dalam  cabai  rawit  ( Capsicum frutescens L.).  Interaksi  yang  terjadi antara senyawa Homodihydrocapsaicin dan  COX-2  menghasilkan  sejumlah ikatan  residu  asam  amino  LEU145, LEU224  membentuk  ikatan  hidrofobik. Interaksi  ligan  dan  residu  asam  amino GLU236, LEU224 dan ASP229 berupa ikatan  hidrogen  dengan  tipe  ikatan hidrogen  konvensional.  Dua  belas residu  asam  amino  yang  tersisa
menunjukkan  adanya  gaya van  der Waals yaitu  asam  amino  ASN144, GLU140,  ASN231,  LEU238,  LEU145, GLY235,  GLY225,  TRP139,  LYS333, SER143, THR237, SER146 dan membentuk gaya van der Waals . Gaya van  der  Waals yang terbentuk  memiliki  fungsi  sebagai penstabil  kompleks  [10]  ikatan  antara homodihydrocapsaicin dan COX-2.
Energi  ikatan  yang  terbentuk  antara ligan Homodihydrocapsaicin dan protein COX-2 adalah -284.86 cal/mol.
Gambar 1. Interaksi antara Homodihydrocapsaicin dan COX-2.
a. Interaksi struktur 3D b. Interaksi struktur 2D. C. aromatic, d. H-Bond, e. Charge, f. Hydrophobic, g. Ionizability, h. SAS.
Interaksi  antara  COX-2  dengan homodihydrocapsaicin menunjukkan nilai aromatic pada senyawa homodihydrocapsaicin cenderung  di satu  tempat  yang  mengindikasikan bahwa homodihydrocapsaicin memiliki satu  cincin  aromatic  (Gambar  1c). Senyawa homodihydrocapsaicin juga berfungsi  sebagai  donor  dan  acceptor terhadap  COX-2,  hal  ini  dibuktikan dengan  munculnya  warna  hijau  pada permukaan  sebagai  indikasi  acceptor dan  warna  keunguan  sebagai  donor (Gambar 1d).
Senyawa homodihydrocapsaicin cenderung  bersifat  netral  sehingga ligan  bermuatan  0  (Gambar  1e  dan
Gambar  1g).  Interaksi  antara  COX-2 dengan homodihydrocapsaicin menunjukkan  tingkat  hidrofobisitas yang  rendah  pada  permukaan  ligan dibuktikan  dengan  muncul  warna  biru hampir  di  seluruh  bagian  permukaan (Gambar  1f).  Nilai Solvent  Accessible Surface (SAS)  pada  permukaan homodihydrocapsaicin cukup  tinggi ditampilkan  dengan  warna  biru  yang hampir  menutupi  seluruh  permukaan (Gambar  1h).  Tampilan  interaksi  ini memberikan  informasi  bahwa  ikatan antara  ligan  dan  protein  memiliki  nilai interaksi  yang  sangat  tinggi  terhadap pengikatan sisi aktif dari protein COX-2
[11] – [16].
T abel 1. Interaksi Homodihydrocapsaicin dan Protein COX-2 Complexes Energy (cal/mo l) Name Distance Category Types From chemistry To chemistry Homodihyd rocapsaicin -COX-2 -284.86 A:GLY225:CA - A:ASP229:OD2 3.64722 Hydrogen Bond Carbon Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:LYS333:H - A:PHE329:O 2.00355 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:HIS242:H - A:LEU238:O 1.90949 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:GLY235:H - A:ASN231:O 1.92447 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:ASN231:H - A:ASP229:OD1 1.8488 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:ARG240:H - A:THR237:O 2.72664 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:SER143:H - A:TRP139:O 1.63661 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:TRP139:H - B:GLN330:OE1 2.74161 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:GLU140:H - B:GLN330:OE1 2.5992 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:SER146:H - A:ASN144:OD1 2.082 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:ASN144:H - A:GLU140:O 2.01938 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:LEU145:H - A:SER143:O 2.84573 Hydrogen Bond Conventi onal Hydroge n Bond H-Donor H-Acceptor A:LEU224:CB - :LIG1:O 2.18523 Unfavorabl e Unfavor able Bump Steric Steric A:GLU236:O - :LIG1:N 1.94777 Unfavorabl e Unfavor able Bump Steric Steric A:ASP229:OD2 - :LIG1 4.72425 Electrostati c Pi-Anion Negative Pi-Orbitals :LIG1:C - B:LEU145 5.20972 Hydrophob ic Alkyl Alkyl Alkyl
:LIG1:C - B:LEU224 4.42171 Hydrophob ic Alkyl Alkyl Alkyl Interaksi COX-2 dan Homodihydrocapsaicin
memberikan efek  terhadap  sel  target  menjadi  lebih sedikit karena beberapa ikatan pada sisi aktif.  Sel  target  yang  mengalami dampak  akibat  reaksi  inflamasi,  dan produksi  COX-2  yaitu  endotel  pada jaringan  vaskular  [17] – [19].  Kuat- lemahnya  ikatan  yang  diindikasikan oleh  afinitas  ikatan,  selain  itu  tinggi rendahnya  hidrofobisitas,  peranan donor/ acceptor pada  ligand-protein [20] – [22].  Nilai  afinitas  yang  rendah akan menguatkan interaksi antara ligan dan protein. Interaksi ligan dan protein yang  yang  kuat  akan  menstabilkan kompleks  ligan-protein.  Hidrofobisitas
yang  rendah  berbanding  terbalik dengan jumlah ikatan hidrofobisitas dan meningkatkan  permeabilitas  senyawa pada membran sel [23] – [27].
Pada  tabel  1  terdapat  residu asam  amino  ASP229  membentuk ikatan elektrostatik.  Ikatan elektrostatik adalah ikatan ionik, merupakan jembatan garam atau ion antara gugus bermuatan  (dari  rantai  samping  asam amino dalam protein) dapat saling tarik menarik atau tolak menolak membentuk  muatan  bertolak  menolak atau  sama.  Penting  untuk  stabilitas protein dan berperan dalam pengikatan ligan atau substrat [28].

## 4.  Simpulan
Interaksi
senyawa homodihydrocapsaicin dan  COX-2 membentuk  beberapa  ikatan  residu asam  amino  yang  membentuk  ikatan hidrofobik,  ikatan  hidrogen,  dan  gaya van  der  Waals .  Energi  ikatan  yang
terbentuk  adalah  -284.86  cal/mol, sehingga
senyawa homodihydrocapsaicin sebagai  terapi inflamasi
dengan menghambat mediator inflamasi (COX-2).

## Daftar Pustaka
[1] K. Singletary, “Red Pepper: Overview of Potential Health Benefits,” Nutrition Today , vol. 46, no. 1, 2011, [Online]. Available:
https://journals.lww.com/nutritiontodayonline/Fulltext/2011/01000/Red_Pepper__Overvie w_of_Potential_Health_Benefits.9.aspx
[2] N.  I.  Ahmad,  Y.  N.  Bunga,  and  Y.  Bare,  “Etnobotani  Tanaman  Cabai  Merah  Keriting (Capsicum Annum L.) Di Desa Waiwuring, Kecamatan Witihama Kabupaten Flores Timur, ” Spizaetus: Jurnal Biologi dan Pendidikan Biologi , vol. 2, no. 2, p. 10, 2019.
[3] 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.
[4] M. A. Tatengkeng, “Kadar Vitamin C Cabai Rawit (Capsicum frutescens L) Hasil Ozonasi Selama  Penyimpanan  Suhu  Ruang,” PFTJ ,  vol.  6,  no.  2,  p.  102,  Jul.  2019,  doi: 10.23969/pftj.v6i2.1296.
[5]  M. Reyes-Escogido, E. G. Gonzalez-Mondragon, and E. Vazquez- Tzompantzi, “Chemical and Pharmacological Aspects of Capsaicin,” Molecules , vol. 16, no. 2, pp. 1253 – 1270, Jan.
2011, doi: 10.3390/molecules16021253.
[6]  S. Sanati, B. M. Razavi, an d  hossein hosseinzadeh, “A review of the effects of Capsicum annuum L. and its constituent, capsaicin, in metabolic syndrome,” Iranian Journal of Basic Medical Sciences , vol. 21, no. 5, May 2018, doi: 10.22038/ijbms.2018.25200.6238.
[7]  Y.  Bare,  N.  I.  Ahm ad,  and  Y.  N.  Bunga,  “Molecular  Interaction  of  Chili  Compounds (Capsicum annum L) as a COX- 2 Inhibitor,” Jurnal Mangifera Edu , vol. 6, no. 2, pp. 115 – 128, 2022, doi: https://doi.org/10.31943/mangiferaedu.v6i2.124.
[8]  T.  N.  Elfi,  Y.  N.  Bunga,  and  Y.  Bare, “Studi  Aktivitas  Biologi  Secara  In  Silico  Senyawa Nonivamide Dan Nordihydrocapsaicin Sebagai Anti Inflamasi,” florea , vol. 8, no. 2, p. 82, Nov. 2021, doi: 10.25273/florea.v8i2.9983.
[9] Y. Bare and D. R. T. Sari, “Pengembangan Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) Berbasis Inkuiri Pada  Materi  Interaksi  Molekuler,” BioEdUIN ,  vol.  11,  no.  1,  p.  8,  2021,  doi: https://doi.org/10.15575/bioeduin.v11i1.12077.
[10] D. Sari, J. Cairns, A. Safitri, and F. Fatchiyah, “Virtual Prediction of the Delphinidin -3-O- glucoside and Peonidin-3-O-glucoside as Anti-inflammatory of TNF- and #945; Signaling,” Acta Inform Med , vol. 27, no. 3, p. 152, 2019, doi: 10.5455/aim.2019.27.152-157.
[11] Y. Bare, D. R. T. Sari, Y. T. Rachmad, G. C. Krisnamurti, and A. Elizabeth, “In Silico Insight the  Prediction  of  Chlorogenic  Acid  in  Coffee  through  Cyclooxygenase-2  (COX2) Interaction,” bio , vol. 7, no. 2, pp. 100 – 105, Dec. 2019, doi: 10.24252/bio.v7i2.9847.
[12] B.  Santoso  and  T.  E.  Atmajaya,  “KAJIAN  DOCKING  SENYAWA  4 -[(Z)-N-(4- hidroksifenil)carboksimidoil]-2- metoksifenol SEBAGAI INHIBITOR COX-2
MENGGUNAKAN PLANTS,” Conference: Prosiding Seminar Nasional Kimia UNJANI-HKI 2016 , p. 9, 2016.
[13] Y. Bare, D. R. T. Sari, M. C. Mogi, and M. M. D. Nurak, “Senyawa Fucodiphlorethol Dan Phloroglucinol  Alga  Cok lat  Sebagai  Inhibitor  Lipase  Secara  In  Silico,” Florea :  Jurnal Biologi dan Pembelajarannya , vol. 9, no. 1, p. 7, 2022, doi: http://doi.org/10.25273/florea.v9i1.11743.
[14] Y. Bare, M. Helvina, G. C. Krisnamurti, and M. S, “The Potential Role of 6 -gingerol and 6- shogaol  as  ACE  Inhibitors  in  Silico  Study,” bio ,  vol.  8,  no.  2,  p.  210,  Dec.  2020,  doi: 10.24252/bio.v8i2.15704.
[15] G. C. Krisnamurti, D. R. T. Sari, and Y. Bare, “Capsaicinoids from Capsicum annuum as an Alternative  FabH  Inhibitor  of  Mycobacteriu m  Tuberculosis:  In  Silico  Study,” Makara Journal Of Science , vol. 25, no. 4, p. 9, 2021, doi: 10.7454/mss.v25i4.1248.
[16] 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.
[17] R. P. Robertson and J. S. Harmon, “Diabetes, glucose toxicity, and oxidative stress: A case of double jeopardy for the pancreatic islet ?? cell,” Free Radical Biology and Medicine , vol. 41, no. 2, pp. 177 – 184, 2006, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2005.04.030.
[18] Y. Xie et al. , “Differentiation -dependent regulation of the cyclooxygenase cascade during adipogenesis  suggests  a  complex  role  for  prostaglandins,” Diabetes,  Obesity  and Metabolism , vol. 8, no. 1, pp. 83 – 93, Jan. 2006, doi: 10.1111/j.1463-1326.2005.00472.x.
[19] N.  Shanmugam,  I.  T.  G.  Gonzalo,  and  R.  Natarajan,  “Molecular  Mechanisms  of  High Glucose-Induced Cyclooxygenase- 2 Expression in Monocytes,” Diabetes , vol. 53, no. 3, pp. 795 – 802, 2004, doi: 10.2337/diabetes.53.3.795.
[20] D. Chen, N. Oezguen, P. Urvil, C. Ferguson, S. M. Dann, and T. C. Savidge, “Regulation of protein- ligand binding affinity by hydrogen bond pairing,” Science Advances , vol. 2, no. 3, 2016, doi: 10.1126/sciadv.1501240.
[21] Y. Bare, “Interaction Phloroglucinol as inflammation th erapy through Cyclooxygenase-2 (COX- 2)  gene  inhibition,” JINTO ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  14 – 21,  Mar.  2022,  doi: 10.36733/medicamento.v8i1.3162.
[22] Y. Bare, D. R. T. Sari, W. O. Ujiana, P. Y. S. Ra’o, and K. Pada, “REPURPOSING OF 6 - PARADOL AS AN ALTERNATIVE HER BAL MEDICINE FOR ALZHEIMER DISEASE,” MS , vol. 7, no. 2, pp. 1 – 8, Apr. 2022, doi: 10.37874/ms.v7i2.289.
[23] D. R. T. Sari, A. Safitri, J. R. K. Cairns, and F. Fatchiyah, “Virtual scree ning of black rice anthocyanins as antiobesity through inhibiting TLR4 and JNK pathway,” Journal of Physics: Conference Series , vol. 1665, no. 1, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1665/1/012024.
[24] D.  R.  T.  Sari,  A.  Safitri,  J.  R.  K.  Cairns,  and  F.  Fatchiyah, “Anti -Apoptotic  Activity  of Anthocyanins  has  Potential  to  inhibit  Caspase- 3  Signaling,” Journal  of  Tropical  life sciences , vol. 10, no. 1, pp. 15 – 25, 2020, doi: 10.11594/jtls.10.01.03.
[25] Y.  Bare,  M.  Helvina,  A.  Elizabeth,  and  D.  R.  T.  Sari,  “Potensi  As am  Kafeat  Pada  Kopi Sebagai Simultan Gen Peroxixme Proliferator-Activated Receptor Gamma (Ppar-Î 3 ): Studi in Silico,” Saintek Lahan Kering , vol. 2, no. Vol 2 No 2 (2019): JSLK Desember 2019, pp. 52 – 53, 2019.
[26] A. Vincentius and Y. Bare, “Pemetaan Bioakt ivitas Senyawa pada Kantung Tinta Cumi- cumi (Loligo vulgaris) Secara In Silico,” Jurnal Ilmiah Wahana Pendidikan , vol. 8, no. 2, pp. 09 – 16, Feb. 2022, doi: 10.5281/ZENODO.5971402.
[27] D. R. T. Sari, G. C. Krisnamurti, and Y. Bare, “Pemetaan Bioaktivitas S enyawa Metabolit Sekunder Pada Kayu Secang (Caesalpinia sappan) Secara In Silico,” Journal Pharmasci (Journal of Pharmacy and Science) , vol. 7, no. 1, p. 8, 2022.
[28] Endah Wulandari and L. A. Hendarmin, “biokimia dan biomolekuler,” universitas negeri malang, 2005.