JIPI (Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA) 6(3), p.207-218, (2022)
p_ISSN: 2614-0500 e_ISSN: 2620-553X URL: http://jurnal.unsyiah.ac.id/JIPI/index DOI: dx.doi.org/ 10.24815/jipi.v6i3.24914
Potensi Pendekatan in Silico Sebagai Penghambat Aktivitas Protein Protease Utama SARS-CoV-2 dari Tiga Senyawa Tanaman Obat Jahe Merah

## Cut Annisa Thahara, Rizarullah*, Ratih Ayu Atika, Abdul Wahab
Program Studi Pendidikan Dokter Universitas Abulyatama, Aceh, Indonesia *Email: rizarullah_fk@abulyatama.ac.id
Article History:
Received date: February 21, 2022
Received in revised from: May 24, 2022 Accepted date: June 7, 2022
Available online: September 18, 2022

## Citation:
Thahara, C.A., Rizarullah, Atika, R.A., & Wahab, A. 2022. Potensi pendekatan in silico sebagai penghambat aktivitas protein protease utama SARS-CoV-2 dari tiga senyawa tanaman obat jahe merah. JIPI (Jurnal IPA dan Pembelajaran IPA) , 6(3):207-218.
Abstract. Corona Virus Disease (covid-19) is a pneumonia outbreak that has been worldwide to date. This outbreak was caused by a Coronavirus originating from Hubei province that first  occurred  in  Wuhan  in  December  2019.  Covid-19  is caused  by  SARS-CoV-2.  SARS-CoV-2  which  causes  corona has important proteins that are used to infect and replicate, one of which is the main protease protein (Mpro). Red ginger (Zingiber officinale var.Rubrum) is one of the spices that has properties  to  cure  various  diseases  such  as  flu,  cough  and diarrhea. Ginger contains compounds that are antioxidants. The  purpose  of  this  study  was  to  examine  the  potential biological activity of red ginger compounds, namely Gingerol 10,  Shogaol  6,  and  Shogaol  8  as  inhibitors  of  the  main protease  (MPro)  protein  activity  of  SARS-CoV-2.  This research  was  conducted  using  the  In  Silico  method  and AutoDock Vina software was used for the tethering process. The  results  of  gridbox  optimization  by  redocking  control ligands obtained RMSD results of 1,100 Å. The results of the tethering showed Gibbs free energy (ΔG) Test Ligand 1 (-5.5 kcal/mol), Test Ligand 2 (-6.0 kcal/mol), and Test Ligand 3 (-5.6  kcal/mol)  which  showed  red  ginger  compounds  have potential  as  inhibitor  of  the  main  protease  (MPro)  protein activity of SARS-CoV-2.
Keywords: Main  Protease  (M Pro ),  Gingerol  10,  Shogaol  6, Shogaol 8

## Pendahuluan
Kasus  gangguan  pernapasan  akut  yang  lebih  dikenal  dengan  virus  Corona  atau Corona Virus Disease 2019 (Covid-2019) masih menjadi berita utama di sebagian besar media  masa  dunia  tahun  2020  ini.  Covid-19  ini  merupakan  penyakit  yang  sangat berbahaya  terbukti  dengan  pernyataan World  Health  Organization (WHO)  yang mengatakan bahwa penyakit ini merupakan pandemi global. Data infeksi di seluruh dunia dari worldometer tercatat mencapai lebih dari 192.281.943 kasus positif. Jumlah pasien yang meninggal dunia juga terus bertambah menjadi 4.134.016 orang meninggal dunia akibat  covid-19,  di  Indonesia  tanggal  21  Juli  2021  dari  Satgas  Penanganan  covid–  19 tercatat  sudah  ada  2.950.058  kasus  positif  terhitung  sejak  kasus  pertama  di  umumkan pada 2 maret 2020. Jumlah pasien yang meninggal dunia juga bertambah menjadi 76.200 orang meninggal dunia akibat covid-19 di Indonesia, dengan adanya pernyataan ini maka kondisi saat ini tidak boleh disepelekan karena dalam sepanjang sejarah hanya terdapat beberapa penyakit yang digolongkan sebagai pandemi. Pandemi sendiri merupakan sebuah
epidemic  yang  menyebar  ke  beberapa  negara  dan  menjangkiti  banyak  orang.  Istilah pandemi ditunjukan pada tingkat penyebarannya saja bukan digunakan untuk menunjukan tingkat keparahan suatu penyakit (Muhyiddin & Nugroho, 2021).
SARS-CoV-2  yang  menyebabkan  corona  memiliki  protein  penting  yang  digunakan untuk menginfeksi dan bereplikasi, salah satunya yaitu protein main protease (M pro ) (Xiao dkk.,  2018).  Protease  utama  (M pro juga  dikenal  sebagai  3CL pro )  (Elbager  dkk.,  2020), adalah salah satu protein nonstruktural Coronavirus (Nsp5) yang ditetapkan sebagai salah satu  target  potensial  untuk  pengembangan  obat  penyebaran  covid-19,  maka  dapat dijadikan sebagai target yang menarik untuk desain obat antivirus (Fakih & Dewi, 2020) (Xiao dkk., 2018). Walaupun sudah banyak penelitian yang melaporkan protein target dari SARS-  CoV-2  yang  dapat  dijadikan  sebagai  desain  obat,  namun  sampai  saat  ini  belum banyak obat – obat yang berasal dari tanaman dapat efektif untuk melawan SARS-CoV 2 Hal tersebut memacu banyak peneliti untuk melakukan eksplorasi senyawa kandidat anti- SARS-CoV-2.
Jahe merah ( Zingiber officinale var.rubrum ) merupakan salah satu rempah-rempah yang telah dikenal luas oleh masyarakat. Sebagai penghasil flavor dalam berbagai produk pangan,  jahe  merah  juga  dikenal  mempunyai  khasiat  menyembuhkan  berbagai  macam penyakit seperti menurunkan nyeri sendi pada lansia dengan osteoarthritis (Aryanti dkk., 2019).  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  senyawa  aktif  non  volatile  fenol  seperti gingerol,  shogaol  dan  zingeron  yang  terdapat  pada  jahe  merah  terbukti  memiliki kemampuan sebagai antioksidan karena mengandung cincin benzene dan gugus hidroksil sehingga  memiliki  potensi  yang  baik  dalam  bidang  farmasi  dan  biomedis  (Lallo  dkk., 2018).Pada penelitian ini diteliti 3 senyawa dari jahe merah yaitu 10-gingerol, 6- shogaol, 8-shogaol  untuk  dinilai  apakah  memiliki  aktivitas  biologis  yaitu  sebagai  potensi  peng hambat aktivitas protein main protease (MPro) SARS-CoV-2.
Berdasarkan hasil penelusuran literatur yang telah dilakukan, belum ada penelitian mengenai penambatan molekul (molecular docking) senyawa jahe merah terhadap protein yang  berperan  penting  dalam  proses  infeksi  dan  replikasi  SARS-CoV-2  dalam  sel  inang seperti  main  protease  (Mpro)  SARS-CoV-2  (Al-Sehemi  dkk.,  2020).  Oleh  karena  itu penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengungkap  potensi  senyawa  10-gingerol,  6-shogaol,  8- shogaol  yang  terkandung  di  dalam  jahe  merah  sebagai  kandidat  penghambat  aktivitas protein  main  protease  (M pro )  SARS-CoV-2  melalui  pengikatan  nya  pada  protein  target tersebut.

## Metode
Desain penelitian yang digunakan yaitu penelitian eksperimental laboratoris secara in silico dari senyawa tanaman obat jahe merah ( Zingiber officinale var.Rub rum ) terhadap aktivitas  protein  main  protease  (M pro )SARS-CoV-2  cov  id-19  menggunakan  aplikasi perangkat  lunak  molecular  docking  Autodock  Vina.  Bahan-bahan  yang  digunakan  pada penelitian ini antara lain, struktur tiga dimensi M-pro SARS-CoV-2 (PDB ID: 6W63) sebagai reseptor  yang  diperoleh  dari  basis  data  RCSB  Protein  Data  Bank  (PDB)  (Mesecar  dkk., 2021). Struktur tiga dimensi dari ligan uji diperoleh dari basis data PubChem.  Ligan uji yang  digunakan  adalah  3  senyawa  yang  terkandung  di  dalam Zingiber  officinale var.Rubrum ,  yaitu  :  10-gingerol  (Pubchem  ID:  168115),  6-  shogaol  (Pubchem  ID: 5281794), 8-shogaol (Pubchem ID:6442560). Peralatan peragkat keras yang digunakan dalam penelitian ini adalah Laptop Asus Vivobook max X441UA dengan spesifikasi Prosesor
Intel Core i3 -6006U (2.00 GHz, 3M Cache ), RAM 4GB. Perangkat lunak yang digunakan dalam  penelitian  adalah  Biovia  Discovery  Studio  2020,  AutoDock  Tools  1.6.5,  AutoDock Vina, Protox II online tool dan pkCSM online tool. Secara garis besar, langkah- langkah untuk menuju simulasi docking yaitu:
(1) Mengunduh berkas reseptor dan berkas ligand
Reseptor yang akan digunakan adalah main protein covid-19, struktur tiga dimensi M-pro SARS-CoV-2 dengan format.PDB diunduh dari Protein Data Bank yang dapat diakses pada  link  https://www.rcsb.org/structure(PDB  ID:  6W63).  Ligand  yang  akan  digunakan adalah  adalah  3  senyawa  yang  terkandung  di  dalam  jahe  merah,  yang  di  unduh  dari PubChem  dapat  diakses  pada  linkhttps://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/,Ligand-ligand tersebut kemudian di unduh dengan display 3D Conformer di save dengan format SDF dan file digabungkan di dalam satu folder dengan reseptor.
(2) Preparasi ligand dan Preparasi reseptor
Berkas  ligand  yang  telah  di  unduh  di  konversi  dari  format  sdf  ke  format  pdb mengguna kan aplikasi Biovia Discovery Studio 2020, kemudian di preparasi menggunakan perangkat lunak Autodock Tools. Penyesuaian torsi dilakukan dengan detecting root dan diatur sesuai yang diiginkan. kemudian file ligand dan reseptor disimpan ke dalam format file pdbqt dan mengatur grid box di bagian ligan yang berikatan dengan reseptor.
(3) Validasi Metode Penambatan Molekul
Validasi metode penambatan molekul dilakukan untuk menghitung nilai RMSD ( Root Mean Square Deviation ) dengan metode redocking, menambatkan kembali ligand bawaan sebagai ligand kontrol yaitu X77 pada reseptor dengan kode PDB 6w63.
(4) Penambatan molekul dengan Autodock Vina
Dengan menggunakan perangkat lunak AutoDock Vina dan dijalnkan menggunakan command prompt dilakukan kalkulasi docking pada ligan untuk mendapatkan energi bebas Gibbs (∆G) dan nilai RMSD terbaik.
(5) Visualisasi hasil
Visualisasi hasil docking dengan memilih konfirmasi ligan yang memiliki hasil energy bebas Gibbs (ΔG) yang paling tinggi dan nilai RMSD, lalu di analisis ikatan hidrogen dan residu  kontak  antara  ligan  dan  reseptor  dapat  diamati  menggunakan  perangkat  lunak Biovia Discovery Studio .

## Hasil dan Pembahasan

## Struktur dan Stabilitas Reseptor
Struktur main protein covid – 19 atau nama lainnya struktur tiga dimensi M pro SARS- CoV-2 atau disebut juga 3CLpro, dikenal juga sebagai NSP5 merupakan salah satu enzim SARS-CoV-2  yang  memiliki  fungsi  utama  dalam  melepaskan  polipeptida  fungsional  dari poliprotein melalui proses proteolitik yaitu proses translasi dan perbanyakan materi genetik dalam  replikasi  virus  SARS-CoV-2  yang  baru  (Asnawi,  2020;  Al-Sehemi  dkk . ,  2020). Pentingnya  peran  M pro ini  menjadikannya  salah  satu  target  penting  dalam  mendesain antivirus covid – 19. Enzim ini memiliki 15 residu asam amino sebagai sisi aktif yaitu HIS41, MET49, PHE140, LEU141, ASN142, GLY143, HIS163, HIS164, MET165, GLU166, PRO168,
HIS72,  GLN189,  THR190,  ALA191  serta  2  residu  asam  amino  yaitu  CYS145  dan  HIS41 yang memiliki peran dalam aktivitas katalitik (Fakih & Dewi, 2020).
Reseptor 6W63 dapat dijadikan target untuk menghasilkan energi bebas Gibbs yang nantinya  energi  ini  dapat  digunakan  untuk  menghitung  kerja  reversible  maksimum. Penurunan energi tersebut merupakan kerja maksimum dari hasil senyawa – senyawa yang direaksikan, sehingga semakin negatif energi Gibss yang dihasilkan maka ikatan senyawa tersebut  menjadi  semakin  stabil  dan  kuat  (Suhadi  dkk.,  2019).  Enzim  M pro SARS-CoV-2 dengan  kode  PDB  6W63  memiliki  struktur  3D  dihasilkan  melalui  kristalografi  dengan metode fraksi dan memiliki resolusi sebesar 2,10 Å (Al-Sehemi dkk., 2020; Wlodawer dkk., 2008).
Gambar 1 . Struktur 3D Enzim Mpro SARS-CoV-2 (6w63)
Gambar 2. Diagram Rahmachandran PDB : 6W63
Enzim  ini  memiliki  diagram  plot  Ramachandran,  dimana  diagram  plot  ini  dapat menilai  stabilitas  suatu  reseptor  (Gambar.2).  Berdasarkan  hasil  analisis,  diagram  plot Ramachandran  yang  menunjukkan  sebagian  besar  residu  terletak  di  wilayah  yang diizinkan, dimana titik hijau menunjukkan residu asam amino dan garis biru menunjukkan wilayah diizinkan yang menandakan protein tersebut memiliki resolusi tinggi. Analisis plot Ramachandaran  ini  dapat  memberikan  pandangan  tentang  konformasi  protein.
Berdasarkan  teori  analisis  tersebut  protein  yang  memiliki  98%  residu  di  wilayah  yang diizinkan dianggap sebagai struktur protein yang berkualitas baik. 2% menempati daerah yang diinginkan ( Allowed ), dan 0% di daerah  yang dihindari ( outlier ) dengan demikian, struktur  3  dimensi  reseptor  6W63  dianggap  stabil.  Analisis  ini  diprediksi  oleh  Biovia Discovery studio (Elbager dkk., 2020).

## Struktur dan Stabilitas Ligand
Ligan uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah ligan yang berasal dari tanaman obat jahe merah ( Z. officinale ) yang terdiri atas tiga ligan yaitu gingerol 10, shogaol 6 dan shogaol  8.  Struktur  kimia  gingerol  dan  shogaol  memiliki  1  buah  cincin  benzena  dengan lebih dari 6 buah rantai karbon sehingga tidak terlalu polar. Remdesivir merupakan ligan pembanding  pada  panelitian  ini,  sedangkan  yang  menjadi  ligan  kontrol  adalah  ligan bawaan  dari  reseptor  pdb  6W63  yaitu  ligan  N-(4-Tert-butylphenyl)-N-[(1R)-2- (cyclohexylamino)-2-oxo-1-(pyridin-3-yl)ethyl]-1H-imidazole-4-carboxamid  atau  sering disebut ligan X77.
Tabel 1. Hasil Analisis Stabilitas Ligan dengan Aturan Lipinski Ligan Massa atom relatif (Da) Donor ikatan Akseptor ikatan Log P Refraktivitas molar Kontrol 458.000 0 7 -0,132 103.176 Pembanding 371.000 6 11 -1,739 79.573 Ligan 1 350.000 2 4 4,794 101.220 Ligan 2 276.000 1 3 4,038 101.220 Ligan 3 304.000 1 3 4,819 90.502
Ligan  yang  berpotensi  dijadikan  obat  harus  memenuhi  aturan  lipinski  yang merupakan lima aturan untuk megevaluasi suatu obat dalam memprediksi efektivitas suatu obat dan menguji kelayakannya sebagai obat oral. Aturan Lipinski memperkirakan suatu kelarutan  dan  permeabilitas  senyawa  yang  dikembangkan  melalui  pendekatan eksperimental  dan  komputasi.  Kelima  aturan  tersebut  yaitu  massa  atom  relatif    kurang dari ≤ 500 Da, donor ikatan hidrogen  ≤ 5, akseptor  ikatan  hidrogen ≤ 10, log P ≤ 5, dan nilai refraktivtas molar berkisar 40-130 (Lipinski, 2004; Syahputra dkk., 2014).
Berdasarkan  hasil  pengujian  stabilitas  ligan  didapatkan  data  donor  ikatan  dan akseptor  ikatan  pada  ligan  pembanding  yaitu  redemsivir  nilainya  tidak  sesuai  teori  dari kriteria aturan lipinski. Hasil ini menandakan senyawa tersebut tidak dapat dijadikan obat oral  karena  telah  melanggar  dua  aturan  lipinski,  hal itu  terbukti  benar  redemsivir  tidak memiliki sedian dalam bentuk oral, namun sedian dalam bentuk injeksi. Seluruh ligan uji pada penelitian ini sesuai kriteria lipinski dan berpotensi dapat dijadikan obat sediaan oral.
Pengembangan  suatu  kandidat  obat  dari  senyawa  tertentu  perlu  dilakukan  uji toksisitas agar nantinya aman saat digunakan oleh manusia. Pengujian toksisitas secara in silico  dapat  lebih  efektif  dan  efisien  dalam  penggunaan  waktu,  pendanaan  serta mengurangi faktor coba-coba seperti penggunaan hewan sebagai bahan uji karena adanya masalah etika. Untuk menentukan toksisitas suatu kandidat obat dapat dilakukan dengan uji  ProTox-II  dan  pkCSM  online  tool  memberikan  prediksi  nilai  toksisitas  oral,  prediksi hepatotoksisitas, dan karsinogenitas (Ortiz dkk., 2019).
Gambar 3. A. Struktur ligand 1 (Gingerol 10), B. Struktur ligand 2 (Shogaol 6),  C. Struktur ligand  3  (Shogaol  8  ),  D.  Struktur  ligand  kontrol  (X77),  E.  Struktur  ligand  pembanding (Remdesivir).
Tabel 2. Hasil Analisis Toksisitas Ligan Ligan LD 50 (mg/kg) Hepatotoxicity Carcinogenicity Kelas Toksisitas Kontrol 650 Active Inactive 4 Pembanding 1000 Inactive Inactive 4 Ligan uji 1 250 Inactive Inactive 3 Ligan uji 2 687 Inactive Inactive 4 Ligan uji 3 687 Inactive Inactive 4
Berdasarkan  Tabel  2,  ligan  pembanding  yaitu  redemsivir  memiliki  nilai  LD 50 yang paling  besar  yaitu  1000  mg/kg  dan  dapat  diklasifikasikan  pada  kelas  toksisitas  4,  serta redemsivir tidak menimbulkan hepatotoksisitas dan karsinogenitas. Pada ligan kontrol nilai LD 50 bernilai  650  mg/kg  diklasifikasikan  pada  kelas  toksisitas  4,  tidak  menimbulkan karsinogenitas namun dapat menimbulkan hepatotoksisitas. Pada ligan uji 1 memiliki nilai LD 50 yang paling kecil yaitu 250 mg/kg diklasifikasikan pada kelas toksisitas 3 dan tidak menimbulkan  hepatotoksisitas  dan  karsinogenitas.  Pada  ligan  uji  2  dan  3  memiliki  nilai LD 50 yang sama yaitu 687 mg/kg dan diklasifikasikan pada kelas toksisitas 4 serta tidak menimbulkan hepatotoksisitas dan karsinogenitas. Berdasarkan hasil diatas selain ligan uji 1  maka  rentang  nilai  LD 50 antara  600-1000  mg/kg  dan  toksisitas  kelas  4  menunjukkan toksisitas yang relatif rendah. Semakin tinggi nilai LD 50 maka semakin rendah toksisitasnya maka  sebaliknya  semakin  rendah  nilai  LD 50 maka  semakin  tinggi  toksisitasnya(Angelina dkk., 2008).
Merujuk  pada  postulat  yang  diungkapkan  oleh  seorang  ahli  fisika  sekaligus  filsuf, Paracelsus yang  hidup  antara  tahun  1493-1541  M  diawal  ketika  toksikologi  baru
(A) (B) (C) (D) (E)
berkembang, menjelaskan tentang LD 50 . Postulat Paracelcus yang terkenal itu berbunyi: “Semua  zat  adalah  racun.  Dosis  yang  tepat  membedakan  racun  dari  penawar.  Dosislah yang  menentukan  racun  atau  tidak.” oleh  sebab  itu  uji  toksisitas  secara  in  silico  harus dilanjutkan  secara  in  vitro  dan  in  vivo  untuk  menentukan  dosis  yang  aman  karena  uji toksisitas secara in silico hanya menentukan kemungkinan bukan merupakan suatu fakta (Budiawan, 2008).

## Validasi Metode Penambatan Molekul
Validasi metode penambatan molekul dilakukan untuk menghitung nilai RMSD ( Root Mean Square Deviation ) dengan metode redocking, menambatkan kembali ligand bawaan sebagai  ligand  kontrol  yaitu  X77  pada  reseptor  dengan  kode  PDB  6w63.    Redocking dilakukan dengan menggunakan grid box dengan ukuran dimensi x, y, z (40) dan pusat x (-19.208), pusat y (19.141), dan pusat z (-26.735). Hasil redocking diperoleh nilai RMSD dibawah  2  yaitu  sebesar  1,1  Å  dan  energi  affinitas  yang  dihasilkan  sebesar  -7,9 kcal/mol.Validasi  metode  ini  dilakukan  menggunakan  perangkat  lunak  berupa  program AutoDock Tools (versi 1.5.6) untuk menentukan gridbox serta untuk preparasi ligand dan AutoDockVina menggunakan algoritma Lamarckian Genetic Algorithm (LGA) untuk menilai energi  hasil  docking  yang  dipen  garuhi  oleh  search  run,  yang  merupakan  pengulangan yang  dilakukan  dalam  proses  docking.  Hasil  penambatan  memperlihatkan  posisi  ligand yang sudah di redocking dengan yang belum di docking saling tumpang tindih.
Metode docking dikatakan reliable / valid apabila nilai RMSD kurang dari 2 Å, yang berarti semakin kecil nilai RMSD semakin dekat posisi ligan bawaan hasil docking dengan ligan bawaan hasil kristalografi. Sistem docking yang digunakan dalam kondisi ligan yang fleksibel.  Kondisi  ligan  fleksibel  memungkinkan  ligan  untuk  melakukan  penyesuaian struktur demi mencapai konformasi yang stabil saat berikatan dengan sisi aktif reseptor (Rut  dkk.,  2020).  Validasi  metode  penambatan  molekul  digunakan  untuk  memastikan bahwa metode yang digunakan akurat, serta ukuran grid box yang digunakan sudah sesuai dengan sisi aktif pada enzim untuk docking senyawa uji selanjut nya(Cubuk & Ozbil, 2021).
Gambar 4. Visualisai Superimpose Ligan Sebelum dan Sesudah Redocking (Ket: Ligand yang berwarna kuning adalah ligan sebelum redocking)

## Analisis Hasil Docking
Analisis  docking  pada  penelitian  ini  menggunakan  ligan  kontrol  X77,  ligan pembanding redemsivir, dan 3 ligan uji dari jahe merah, yaitu gingerol 10, shogaol 6, dan shogaol  8. Hasil  analisis  docking  dipilih  nilai  energi  gibbs  dan  RMSD  yang  terbaik  dan dilakukan  visualisasi  dengan  menggunakan  perangkat  lunak  Discovery  Studio  untuk menganalisis interaksi antara reseptor dan ligan yang meliputi jenis ikatan, panjang ikatan hidrogen, atom pada ligan yang berikatan dengan reseptor dan residu asam amino pada reseptor enzim yang berinteraksi.
Tabel 3. Binding Site Similarity Ligan Uji dan Ligan Kontrol
Ligan Energi Afinasi (Kkal/ mol) RMSD (Å) Residu Asam Amino Ikatan Hidrogen Jarak Ikatan Hidrogen (Å) Residu Asam Amino Ikatan Pi dan Ikatan Hidrofobik Kontrol (X77) -7.9 1.100 GLU166 GLY143 2.04 2.95 Pro168, Cys145, Leu27, Thr25,His41, Met49, Arg188, Asp187,His164, His163,Met165, Leu141, Ser144, Gln189,Phe140 Pemban -ding (Redem sivir) -6.8        1.371 GLU166 ASP187 GLN189 GLY143 2.55 2.20 2.44 2.62 Met165, Arg188, Pro52, Tyr54, His41, Cys44, Met49, Cys145, Asn142, Leu141, Phe140, His163, Ser144, His164, Leu167, Pro168 Ligan 1 -5.5 1.312 ASP187 2.02 Pro168, Leu167, Gln189, His164, Met165, Met49, Cys44, Arg188, Tyr54, Pro52,His41, Gly143, Cys145, Asn143, Glu166, Gln192 Ligan 2 -6.0 0.775 TYR54 GLU166 2.89 2.12 Cys44, Met49, Pro52, Asp187, His41, Arg188, Met165, Gln189, Pro168, Thr190, Gln192, His164 Ligan 3 -5.6 0.811 GLU166 ASP187 2.30 1.99 Thr190,Leu167, Gln189, Pro168, Cys145, Met49, His164, Cys44, Pro52, Tyr54,His41, Arg188, Met165
Gambar  5. A.Visualisasi  ligand  kontrol  (X77),  B.Visualisasi  ligand  pembanding (Remdesivir),  C.Visualisasi  ligand  1  (Gingerol  10),  D.Visualisasi  ligand  2  (Shogaol  6), E.Visualisasi ligand 3 (Shogaol 8)
Energi  afinitas  atau  Energi  bebas  Gibbs  (ΔG)  dalam  termodinamika  dikenal  juga sebagai entalpi bebas, yakni suatu potensial termodinamika yang dapat digunakan untuk menghitung kerja reversibel maksimum yang dapat dilakukan oleh sistem termodinamika
(A) (B) (C) (D) (E)
pada suhu dan tekanan konstan (isotermal, isobaric. (Du dkk., 2016) energi Gibbs akan semakin spontan bernilai semakin negatif dibawah 0, semakin spontan energy Gibss maka semakin kuat interaksi antara ligand dan protein target (Ortiz dkk., 2019) Pada penelitian ini didapatkan hasil nilai afinitas ligan 1, ligan 2 dan ligan 3 bernilai negatif seperti ligan kontrol dan ligan pembanding sehingga berpotensi menjadi inhibitor enzim M pro SARS-CoV-
2, namun ligan 2 memiliki nilai Gibs tertinggi dibandingkan ligan 1 dan 2.
Hasil analisis docking yang efektif juga dapat di dievaluasi memalui nilai RMSD. Hasil yang didapatkan nilai RMSD yang di anggap efektif dalam melakukan penambatan adalah kurang dari 2.00  ( Çubuk &  Özbil, 2021). Nilai RMSD yang dibandingkan untuk melihat keefektifitasan  sebuah  ligan  menghambat  reseptor  adalah  RMSD  l.b  karena  nilai  RMSD lebih spesifik sebagai hasil RMSD penambatan. Hasil analisis docking pada reseptor 6W63 (Tabel 1) menunjukkan nilai RMSD pada ligan kontrol, ligan pembanding, ligan uji memiliki nilai RMSD l.b di bawah 2.00 Å, dengan demikian semua ligan dinyatakan efektif dalam menghambat enzim M pro SARS-CoV-2 dengan PDB ID 6W63.
Enzim  atau  reseptor  M pro SARS-CoV-2  dengan  kode  PDB  6W63  memiliki  15  residu asam amino  sebagai sisi aktif yaitu HIS41, MET49, PHE140, LEU141, ASN142,  GLY143, HIS163,  HIS164,  MET165,  GLU166,  PRO168,  HIS72,  GLN189,  THR190,  ALA191.  Residu asam amino merupakan sisi aktif reseptor yang berikatan dengan ligan. Sisi aktif tersebut berperan agar ligand menghambat kerja reseptor. Berdasarkan hasil docking ligan kontrol, ligan pembanding, ligan uji 1, ligan uji 2 dan ligan uji 3 residu asam aminonya terikat pada sisi aktif reseptor (Tabel 3).
Ikatan hidrogen yang dianggap stabil dan memiliki ikatan yang kuat harus memiliki panjang <2.7 Å. Jika, panjang ikatan melebihi 2.7 Å maka ikatan tersebut  diangap lemah dan mudah putus (Itoh dkk., 2019). Pada hasil penelitian panjang ikatan hidrogen yang terdapat pada ligan kontrol dan ligan uji 2 memiliki panjang ikatan yang melebihi  2.7 Å pada asam amino GLY143 dengan panjang ikatan hidrogen 2.95 untuk ligan kontrol dan pada  asam  amino  TYR54  dengan  panjang ikatan  hidrogen  2.89  untuk  ligan  uji  2.  Ligan pembanding, ligan uji 1, dan ligan uji 3 memenuhi syarat dengan adanya ikatan hidrogen kuat dengan nilai <2.7 Å. Berasarkan data tersebut maka dapat di simpulkan bahwa ligan pembanding,  ligan  uji  1,  dan  ligan  uji  3  memiliki  ikatan  hidrogen  yang  kuat.  Ikatan hidrogen pada ligan kontrol dan ligan uji 2 merupakan ikatan hidrogen yang lemah, namun ikatan hidrogen yang lemah dan kuat dapat menjadi lebih stabil lagi karena pada setiap interaksi  terdapat  ikatan  pi,  ikatan  kovalen,  dan  ikatan  hidrofobik  yang  bertugas  untuk menstabilkan ikatan hidrogen (Pace dkk., 2014).

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  molekular  docking  dapat  dismpulkan  bahwa  senyawa  kandidat obat dari jahe merah yaitu gingerol 10, shogaol 6 dan shogaol 8 dapat berpotensi menjadi inhibitor M pro SARS-CoV-2 berdasarkan nilai energi bebas Gibbs (ΔG) gingerol 10 (ligan uji 1)  memiliki  nilai  -5.5  kkal/mol,  shogaol  6  (ligan  uji  2)  memiliki  nilai  -6.0  kkal/mol  dan shogaol 8 (ligan uji 3) memiliki nilai -5.6 kkal/mol. Shogaol 6 (ligan uji 2) lebih berpotensi sebagai inhibitor M pro SARS-CoV-2 karena nilai energi bebas Gibbs (ΔG) lebih negatif dan spontan, sehingga shogaol 6 memiliki interaksi antara ligand dan protein target yang lebih kuat dibandingkan gingerol 10 dan shogaol 8.

## Daftar Pustaka
Al-Sehemi, A.G., Pannipara, M., Parulekar, R.S., Patil, O., Choudhari, P.B., Bhatia, M.S., Zubaidha, P.K.,  &  Tamboli, Y. 2020.  Potential of NO donor furoxan as  SARS-CoV-2 main protease (M pro) inhibitors: in silico analysis. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics , 39(15):1–15.
Angelina,  M.,  Hartati,  S.,  Dewijanti,  I.D.,  Banjarnahor,  S.D.,  &  Meilawati,  L.  2008. Penentuan LD 50 daun cinco ( Cyclea barbata Miers ) pada mencit. Makara Journal of Science , 12(1):23–26.
Aryanti,  P.I.,  Haryanto,  J.,  &  Ulfiana,  E.  2019.  Pengaruh  masase  jahe  merah  ( Zingiber officinale  var.  rubrum )  terhadap  nyeri  pada  lansia  dengan  osteoarthritis. Jurnal Keperawatan , 10(1):67–77.
Budiawan, N. 2008. Peran toksikologi forensik dalam mengungkap kasus keracunan dan pencemaran lingkungan. Indonesian Journal of Legal& Forensic Sciences , 1(1):35–39. Cubuk, H. & Ozbil, M. 2021. Comparison of clinically approved molecules on SARS-CoV-2 drug  target  proteins:  a  molecular  docking  study. Turkish  Journal  of  Chemistry , 45(1):35–41.
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):144–178.
Elbager,  S.,  Hamza,  A.,  Bkrye,  A.M.,  Alrashied,  A.M.,  Ali,  E.N.M.,  Mohamed,  H.A., Abubaker, H.A., Mohamed, I.A., Goda, M.A.H., Basher, M.Y., Gabir, N.F.A., & Khalil, S.I. 2020. Identification of potential drug targets and prediction of the potential impact of high risk non synonymous single nucleotide polymorphism in SARS-CoV-2 3C like proteinase (3CLpro): A Computational Approach. ChemRxiv , 1(1):1–23.
Fakih, T.M. & Dewi, M.L. 2020. Identifikasi protease utama (mpro) sebagai makromolekul target inhibitor novel coronavirus 2019 (SARS-CoV-2) secara in silico. Jurnal Ilmiah Farmasi Farmasyifa , 3(2):84–91.
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):1–12.
Lallo, S., Mirwan, M., Palino, A., Nursamsiar, & Hardianti, B. 2018. Senyawa bioaktifnya. Fitofarmaka Indonesia , 5(1):271–278.
Lipinski,  C.A.  2004.  Lead-  and  drug-like  compounds:  The  rule-of-five  revolution. Drug Discovery Today: Technologies , 1(4):337–341.
Mesecar, A.D., St John, S.E., Lendy, E.K., Anson, B.J., Chapman, M.E., & Ghosh, A.K. 2021. A  structure-guided  taxonomicbased  approach  to  the  design  of  broad-spectrum coronavirus  protease  inhibitors. Acta  Crystallographica  Section  A  Foundations  and Advances , 77(2):197.
Muhyiddin,  M.  &  Nugroho,  H.  2021.  A  Year  of  Covid-19:  A  long  road  to  recovery  and acceleration  of  Indonesia’s  development. Jurnal  Perencanaan  Pembangunan:  The Indonesian Journal of Development Planning , 5(1):1–19.
Ortiz,  C.L.D.,  Completo,  G.C.,  Nacario,  R.C.,  &  Nellas,  R.B.  2019.  Potential  inhibitors  of galactofuranosyltransferase  2  (GlfT2):  molecular  docking,  3D-QSAR,  and  In  Silico ADMETox Studies. Scientific Reports , 9(1):1–28.
Pace, C.N., Fu, H., Fryar, K.L., Landua, J., Trevino, S.R., Schell, D., Thurlkill, R.L., Imura, S.,  Scholtz,  J.M.,  Gajiwala,  K.,  Sevcik,  J.,  Urbanikova,  L.,  Myers,  J.K.,  Takano,  K., Hebert, E.J., Shirley, B.A., & Grimsley, G.R. 2014. Contribution of hydrogen bonds to protein stability. Protein Science , 23(5):652–661.
Purwaniati & Asnawi, A. 2020. Target kerja obat antivirus covid-19. Jurnal Farmagazine , 7(2):30–42.
Rut, W., Groborz, K., Zhang, L., Sun, X., Zmudzinski, M., Pawlik, B., Wang, X., Jochmans, D.,  Neyts,  J.,  Młynarski,  W.,  Hilgenfeld,  R.,  &  Drag,  M.  2020.  SARS-CoV-2  Mpro inhibitors  and  activity-based  probes  for  patient-sample  imaging. Nature  Chemical Biology , 17(2):222–228.
Suhadi,  A.,  Rizarullah,  R.,  &  Feriyani,  F.  2019.  Simulasi  docking  senyawa  aktif  daun binahong sebagai inhibitor enzyme aldose reductase sel. Jurnal Penelitian Kesehatan , 6(2):55–65.
Syahputra,  G.,  Ambarsari,  L.,  &  Sumaryada,  T.  2014.  Simulasi  docking  kurkumin  enol, bisdemetoksikurkumin  dan  analognya  sebagai  inhibitor  enzim  12-lipoksigenase. Jurnal Biofisika , 10(1):55–67.
Wlodawer, A., Minor, W., Dauter, Z., & Jaskolski, M. 2008. Protein crystallography for non- crystallographers,  or  how  to  get  the  best  (but  not  more)  from  published macromolecular structures. The FEBS Journal , 275(1):1–21.
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):2321–2343.