senyawa penuntun ibuprofen

of 14 /14
RANCANGAN OBAT MODIFIKASI IBUPROFEN TERHADAP PENURUNAN EFEK SAMPING YANG DITIMBULKAN Kelas FST B Disusun Oleh : Vincentia Adelina Hariyanto (098114083) Sisilia Mirsya Anastasia (098114102) Eric Antonius (098114108) Theresia Nindyati Krissantini (098114110) Is Sumitro (098114127) Agnes Mutiara Kurniawan (098114131) FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA 1

Author: fransisca-kristi-astuti

Post on 27-Oct-2015

154 views

Category:

Documents


4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

RANCANGAN OBAT

TRANSCRIPT

RANCANGAN OBAT

MODIFIKASI IBUPROFEN TERHADAP PENURUNAN EFEK SAMPING YANG DITIMBULKAN

Kelas FST B

Disusun Oleh :Vincentia Adelina Hariyanto (098114083)Sisilia Mirsya Anastasia (098114102)Eric Antonius (098114108)Theresia Nindyati Krissantini(098114110)Is Sumitro(098114127)Agnes Mutiara Kurniawan (098114131)

FAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS SANATA DHARMAYOGYAKARTA2012

MODIFIKASI IBUPROFEN SEBAGAI ANTI INFLAMASI INHIBITOR COX-2

1. PendahuluanIbuprofen merupakan obat dengan efek farmakologi sebagai analgetik, antiperik, dan anti inflamasi yang termasuk golongan NSAID (non steroid anti inflammatory drug). Seperti obat golongan NSAID lainnya, ibuprofen merupakan inhibitor siklooksigenase (COX). COX merupakan enzim yang memproduksi prostaglandin dengan menjadi katalis konversi perubahan asam arahkidonat menjadi prostaglandin. Enzim COX dibedakan menjadi dua bentuk isoform, yaitu : 1. COX 1, bersifat konstitutif, prostaglandin yang dihasilkan berperan dalam proteksi mukosa lambung, regulasi asam lambung, haemostasis dan ekskresi air pada ginjal .2. COX 2, bersifat induced, memiliki peran dalam menghasilkan prostaglandin mediator inflamasi dan rasa sakit. Perbedaan dari kedua enzim tersebut terletak pada strukturnya, yang menyebabkan perbedaan peranan kedua enzim tersebut. Mekanisme penghambatan COX 1 dengan obat obatan analgetik diketahui lebih dapat meningkatkan toksisitas pada lambung dibandingkan dengan penghambatan pada COX 2. Hal ini terkait peranan COX 1 dalam proteksi mukosa lambung (Anonim,2012). Ibuprofen merupakan antagonis enzim COX, dimana berikatan dengan substrat asam arahkidonat sehingga dapat mencegah proses sintesis prostaglandin. Efek analgetik, antipiretik, dan anti inflamasi dari ibuprofen terjadi sebagai hasil penurunan sintesis prostaglandin dari COX 2. Namun, penghambatan sintesis prostaglandin dari COX 1 menyebabkan kerusakan dinding lambung karena penghambatan proteksi mukosa lambung (Anonim,2012).

Gambar 1.1 Struktur Ibuprofen dan farmakofornyaIbuprofen memiliki farmakofor pada cincin benzena yang ditempeli sebuah gugus asam karboksilat (Hsia, 2009). Akan tetapi, gugus karboksilat ini juga bertanggung jawab terhadap terjadinya efek samping pada penggunaan ibuprofen, yaitu menyebabkan iritasi lambung. Hal ini disebabkan karena adanya ikatan antara gugus karboksilat bebas dari ibuprofen dengan sisi aktif enzim COX. Reseptor dari sisi aktif COX yang dapat berikatan dengan gugus karboksilat bebas dari ibuprofen adalah Arg-120, Glu-524, dan Try 355 (Kumar,2010). Ikatan yang terjadi antara reseptor COX dengan gugus karboksilat bebas dari ibuprofen, merupakan interaksi hidrogen. Interaksi antara gugus karboksilat bebas dari ibuprofen dengan Try-355 adalah sebesar 2.78 . Sedangkan Interaksi antara gugus karboksilat bebas dari ibuprofen dengan Arg-120 adalah sebesar 2.83. Akibat terjadinya interaksi ini, menyebabkan ibuprofen menutup sisi aktif dari COX (Hirner, 2012).

Gambar 1.2 Interaksi Hidrogen antara gugus karboksilat bebas dari Ibuprofen dengan Try-355 dan Arg-120 (Hirner, 2012).Untuk meminimalkan terjadinya efek samping iritasi lambung akibat penggunaan ibuprofen sebagai obat analgetik, dapat membuat ibuprofen lebih spesifik terhadap enzim COX 2 dibandingkan dengan enzim COX 1. Hal ini dapat ditempuh dengan menghilangkan sisi asam karboksilat bebas menjadi turunan asam karboksilatnya, atau sebatas mengurangi afinitas terhadap COX 1.Modifikasi spesifitas ibuprofen terhadap enzim COX 2, dapat dilakukan dengan menutup atau mengganti gugus karboksilat bebas dari ibuprofen yang berikatan dengan reseptor COX 1 (Arg-120, Glu-524, dan Try 355), dengan gugus lain yang lebih spesifik dengan COX 2. Contohnya adalah dengan menambah gugus sulfon. Namun, selektivitas terhadap COX 2 dapat meningkatkan resiko penyakit jantung. Hal ini dapat diatasi dengan menurunkan afinitas senyawa modifikasi terhadap COX 2 dengan mengganti gugus karboksilat menjadi gugus derivat amida seperti amina alifatis maupun aromatik (Kumar,2010).

Gambar 1.3 Perbandingan binding site COX 1 dan COX 2Pada COX 1 terdapat asam amino Ile 523, His 513, and Ile 434 yang menyebabkan pada COX 1 tidak terdapat hidrofilik poket. Sedangkan pada COX 2 terdapat Val 523, Arg 513, and Val 434 sehingga dapat terbentuk hidrofilik poket pada COX 2 karena asam amino pada COX 2 less bulky daripada Ile523 (Chhajed et al, 2010).

2. Senyawa Penuntun dan ModifikasiIbuprofen Nama IUPAC : 2-(4-isobutylphenyl)propanoic acidRumus molekul C13H18O2BM = 206,28Log P = 3,502 (Anonim,2012).Log P = 3,7448 (dari Marvin) G = -85,258 kcal/molDari senyawa ibuprofen diatas, dilakukan modifikasi menjadi derivat amidanya ditambah penambahan gugus R-SO2-CH3 untuk meningkatan selektivitasnya, kemudian dianalisis interaksi antara ligan (ibuprofen) terhadap proteinnya (prostaglandin H2). Dengan adanya penambahan gugus R-SO2-CH3 ini dapat meningkatkan selektifitas senyawa modifikasi terhadap COX 2, karena gugus R-SO2-CH3 akan menambah ukuran senyawa modifikasi menjadi lebih besar, dan berinteraksi dengan asam amino yang ada di pocket hidrofil dari COX 2, yang tidak terdapat pada COX 1. Protein didapatkan dari Protein Data Bank dengan kode 1EQG, analisisnya menggunakan software PLANTS. Sebelumnya perlu dilakukan terlebih dahulu validasi metode terhadap posisi interaksi ligan (ibuprofen) terhadap protein (reseptornya), dari 10 konformasi ibuprofen yang dihasilkan. Output PLANTS merangking nilai G terbaik, yaitu -85,258 kcal/mol. Setelah itu dilakukan analisis RMSD (Root Mean Square Deviation) antara ref_ligand (ibuprofen bawaan dari PDB) dengan ligand (ibuprofen copian) dengan bantuan software Yasara v.12.2.22 (licensed to Eric Antonius-registration key 765849123), metode dinyatakan tervalidasi dengan nilai RMSD = 1,7610 Angstroms. Terlihat dari comment box Yasara sebagai berikut :

Hasil validasi pendockingan dengan menggunakan software PLANTS dari struktur ibuprofen (ungu) beserta copian ibuprofen (orange).Selain itu, dilakukan pula perbandingan terhadap nilai log P (koefisien partisi) antara senyawa induk terhadap senyawa modifikasi. Perhitungan nilai log P menggunakan software Marvin Sketch 5.3.8. Disediakan 3 metode perhitungan nilai log P dan hasil perhitungan yang relatif berbeda, sebagai pertimbangan untuk meningkatan keakuratan dilakukan perbandingan perhitungan nilai log P dengan 3 metode pada senyawa ibuprofen terhadap log P teoritis yang didapat.

Gambar 2.2 Hasil Perhitungan log P ibuprofen dengan metode VPGambar 2.3 Hasil Perhitungan log P ibuprofen dengan metode KLOP

Gambar 2.4 Hasil Perhitungan log P ibuprofen dengan metode PHYS

Dengan metode VG didapatkan log P = 3,8302(Gambar 2.2), dengan metode KLOP didapatkan log P = 3,9557(Gambar 2.3), dan dengan metode PHYS didapatkan log P = 3,7448 (Gambar 2.4). Dibandingkan dengan hasil teoritis, log P=3,502. Yang mendekati nilai log P hitung dan log P teoritis ialah metode PHYS, dengan demikian, perhitungan terhadap senyawa modifikasi akan digunakan dengan metode PHYS.Penulis mengusulkan suatu senyawa modifikasi dari ibuprofen. Dimana struktur tersebut adalah :

Nama : N-isopropyl-2-(4(methylsulfonyl)biphenyl-4-yl) propanamideRumus molekul : C19H23NO3SBM : 345,14Log P : 2,9388G : -10,9042 kcal/molHidrogen pendonor : 1Hidrogen akseptor : 3

Setelah dilakukan penentuan nilai log P dan mendapatkan konformasi 3D yang stabil dari senyawa modifikasi, akan dilakukan pendockingan terhadap senyawa tersebut. Tetapi dipandang dari sisi log P, maka menurut Lipinskis Law dengan rule of five dapat memprediksi senyawa dengan absorpsi yang kecil jika pada senyawa tersebut terdapat :1. Lebih dari 5 Hidrogen pendonor2. Lebih dari 10 Hidrogen aseptor3. Mempunyai BM lebih dari 5004. Nilai log P yang dikalkulasikan lebih besar dari 5 (Lipinski, 2001).Berdasarkan keterangan Lipinski (2001), maka senyawa hasil modifikasi penulis tidak sesuai dengan parameter Lipinski. Dengan demikian, senyawa hasil modifikasi memiliki absorpsi yang besar, kemudian dapat dilakukan docking lebih lanjut.Dilakukan visualisasai letak ligan asli pada reseptor menggunakan software Pymol 1.3. Pada lokasi ikatan Ibuprofen, terdapat interaksi hidrogen pada posisi gugus COOH-nya. Selain itu di daerah benzene terdapat interaksi hidrophobik. Yang dengan Pymol, interaksi tersebut tidak dapat terlihat, karena Pymol hanya mampu memvisualisasi interaksi polar. Bila dibandingkan dengan senyawa modifikasi. Diharapkan senyawa modifikasi mempunyai kemampuan spresifik terhadap COX 2. Terlihat pada gambar disamping, pada senyawa modifikasi dapat mengikat Val 434 yang ada pada hidrofilik pocket pada COX-2. Sehingga dari dapat ditarik kesimpulan, senyawa modifikasi penulis mempunyai spesifitas terhadap COX2, walau dengan G yang kecil dibandingkan dengan Ibuprofen. G melambangkan seberapa lama interaksi obat dengan reseptor terjadi, sehingga dari perbandingan antara G ibuprofen dan G senyawa modifikasi, senyawa modifikasi akan lebih mudah lepas dari reseptornya.

Catatan : Gambar struktur 2D dan penentuan nama senyawa, rumus molekul, dan BM menggunakan software ChemDraw Ultra versi 11.0 Gambar struktur 3D menggunakan software Marvin Sketch 5.3.8

Daftar Pustaka :Anonim, 2012, ChemSpider, The free chemical database, http://www.chemspider.com/C hemical-Structu re.36498.html, diakses tanggal 23 Maret 2012Anonim, 2012, Ibuprofen Pathway, http://pathman.smpdb.ca/pathways/SMP00086/pa thway?level=3 , diakses tanggal 5 Maret 2012Chhajed, SS., 2010, Structure Based Design and Silico Molecular Docking Analysis of Some Novel Benzimidazoles, International Journal of ChemTech Research Vol.2 (2), pp.1135-1137.Hirner, S., Jennifer Ewan. Part B. http://faculty.missouri.edu/~glaserr/3700s1 0/A06_Sample3.pdf, diakses tanggal 5 Maret 2012.Hsia E., 2009, The Next Generation of Ibuprofen: a COX 2 Selective Inhibitor, UCDC COSMOS Cluster 8, pp.1-11.Kumar dkk., 2010, Synthesis, Pharmacological, and Toxicological Evaluation of Amide Derivatives of Ibuprofen, International Journal of ChemTech Research Vol.2, pp.233-238.Lipinski, A. et.al. 2001. Advanced Drug Delivery Reviews. Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings. www.elsevier.com/locate/drugdeliv.

8