Judul: Compounds of Ganoderma GKR7 Fruiting Body and Compound Interactions against Escherichia coli through In Silico
Abstrak: Ganoderma telah lama dikenal dan digunakan sebagai obat tradisional di negara-negara Asia selama lebih dari 2000 tahun. Senyawa bioaktif pada Ganoderma terutama dari spesies Ganoderma lucidum telah banyak diteliti dan memiliki berbagai manfaat medis. Salah satu isolat koleksi asal Indonesia yaitu Ganoderma GKR7 juga telah diuji memiliki aktivitas antimikrob terhadap empat strain enteropatogenik Escherichia coli (EPEC) resisten antibiotik namun Ganoderma isolat GKR7 dan senyawa antimikrob tubuh buah Ganoderma GKR7 belum diidentifikasi. Selain itu, interaksi biomolekul antara senyawa antimikrob Ganoderma GKR7 dan protein reseptor E. coli belum pernah diteliti. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi Ganoderma isolat GKR7, senyawa antimikrob tubuh buah Ganoderma GKR7, dan interaksi biomolekul senyawa antimikrob Ganoderma GKR7 terhadap protein E. coli secara in silico. Identifikasi Ganoderma isolat GKR7 dilakukan berdasarkan pengamatan karakteristik sifat kultur, morfologi tubuh buah, dan analisis molekuler dengan ITS5/ITS4. Tubuh buah diproduksi dengan perlakuan substrat serbuk gergajian kayu (S), jerami (J), serbuk sabut kelapa (K), campuran serbuk gergajian kayu dan jerami (SJ), campuran serbuk gergajian kayu dan serbuk sabut kelapa (SK), dan campuran serbuk gergajian kayu, jerami, dan serbuk sabut kelapa (SJK). Tubuh buah dari semua perlakuan substrat tersebut selanjutnya diekstraksi dengan metode maserasi. Ekstrak kasar tubuh buah Ganoderma GKR7 diuji untuk screening senyawa antimikrob. Ekstrak terpilih selanjutnya dilakukan deteksi senyawa aktif dengan TLC-bioautografi lalu dilanjutkan dengan purifikasi parsial untuk mendapatkan fraksi aktif antimikrob. Fraksi aktif kemudian diuji terhadap enteropatogenik E. coli (EPEC) lalu dilakukan analisis senyawa dengan menggunakan LC-MS/MS. Hasil identifikasi senyawa selanjutnya dilakukan docking molekuler secara in silico untuk mengetahui senyawa antimikrob yang berinteraksi dengan protein target E. coli. Ganoderma isolat GKR7 teridentifikasi sebagai Ganoderma sichuanense. Purifikasi parsial dari ekstrak tubuh buah Ganoderma GKR7 yang diproduksi pada substrat serbuk gergajian kayu (S) menghasilkan tiga fraksi dari dua zona hambat dengan Rf 0,51, Rf antara, dan Rf 0,63. Uji aktivitas secara in vitro menunjukkan ketiga fraksi memiliki aktivitas antimikrob terhadap enteropatogenik E. coli (EPEC). Analisis senyawa melalui LC-MS/MS menghasilkan 57 senyawa yang teridentifikasi secara putatif dari ketiga fraksi. Uji secara in silico menghasilkan 25 senyawa terpilih yang berperan baik dalam penghambatan delapan protein target E. coli (GlmS, GlmU, MurA, MurB, MurD, MurG, DdlB, dan PBP3) yang terlibat pada biosintesis peptidoglikan. Senyawa 1-pentofuranosyl-2,4(1H,3H)-pyrimidine dione (CID_312160) dari fraksi zona Rf 0,51, isopropyl 1,1-dimethyl-3-{3-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-benzoyl}-1,2,3,6-tetrahydroazepino[4,5-b]indole-5-carboxylate (CID_45104531) dari fraksi Rf antara, dan 4-(1-benzofuran-3-ylmethoxy)-N-[1-[2-(3,4-dihydroxy-5-methylpiperidin-1-yl)propyl]piperidin-4-yl]-1H-indole-2-carboxamide (CID_66842043) dari fraksi zona Rf 0,63 memiliki energi afinitas yang tinggi (dengan nilai rata-rata -7,55 kkal/mol, -8,40 kkal/mol, dan -8,72 kkal/mol secara berurutan) terhadap protein target E. coli yang diujikan. Selain itu, protein GlmS, MurB, MurD, dan PBP3 memiliki interaksi terbaik dengan 25 senyawa terpilih sehingga menjadi multitarget penghambatan oleh senyawa antimikrob Ganoderma GKR7. Kajian lanjutan pada penelitian ini ialah melakukan purifikasi lebih lanjut ketiga fraksi untuk mendapatkan senyawa murni CID_312160, CID_45104531, dan CID_66842043 dan mengevaluasi kembali aktivitas senyawa tersebut., Ganoderma has been widely used as a traditional medicinal mushroom in Asian countries for over 2000 years. The bioactive compounds of Ganoderma, foremost from Ganoderma lucidum, have been studied for various medicinal purposes. Ganoderma GKR7 is a culture collection from Indonesia that has been tested for antimicrobial activity against four enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) strains which resistant to antibiotic.
Keyword: antimicrobe, Ganoderma, in silico, LC-MS/MS, TLC-bioautography