Cinnamomum burmanii (kayu manis Indonesia) merupakan rempah yang banyak digunakan dengan sejarah panjang aplikasi medis, terutama karena sifat antiinflamasi, antioksidan, dan antimikrobanya. Minyak atsiri yang berasal dari kulit kayu C. burmanii mengandung senyawa bioaktif seperti sinamaldehida, eugenol, dan kumarin, yang berkontribusi terhadap efek terapeutiknya. Studi terbaru telah menyoroti potensi senyawa-senyawa ini dalam memodulasi jalur inflamasi, menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk manajemen nyeri dan inflamasi.
Inflamasi merupakan respons biologis yang sebagian besar dimediasi oleh enzim seperti siklooksigenase-1 (COX-1) dan siklooksigenase-2 (COX-2). Sementara COX-1 mempertahankan fungsi fisiologis normal seperti perlindungan lambung, COX-2 terutama diinduksi selama inflamasi dan menyebabkan produksi prostaglandin pro-inflamasi yang bertanggung jawab atas nyeri dan pembengkakan. Meskipun enzim COX-1 dan COX-2 dihambat oleh obat antiinflamasi nonsteroid (NSAID), aktivitas non-selektifnya seringkali menyebabkan efek samping gastrointestinal, terutama akibat penghambatan COX-1. Akibatnya, penemuan inhibitor COX-2 selektif yang memiliki sifat antiinflamasi sekaligus mengurangi efek samping menjadi semakin populer.
Minyak esensial C. burmanii telah diidentifikasi sebagai sumber potensial senyawa bioaktif tersebut karena komposisi kimianya yang beragam. Docking molekuler dan teknik in silico lainnya telah menjadi alat yang efektif untuk memprediksi interaksi zat kimia alami ini dengan target molekuler seperti COX-1 dan COX-2. Metode komputasi ini menawarkan wawasan berharga tentang afinitas pengikatan dan selektivitas senyawa, sehingga sangat diperlukan dalam penemuan obat modern.
Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki interaksi antara metabolit dari minyak esensial C. burmanii dengan COX-1 dan COX-2 melalui analisis in silico. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi senyawa yang secara selektif menghambat COX-1 dan COX-2, yang berpotensi menawarkan alternatif alami untuk manajemen peradangan dengan efek samping yang berkurang dibandingkan dengan NSAID konvensional.
Simulasi docking molekuler dilakukan untuk mengevaluasi interaksi pengikatan antara metabolit dalam minyak esensial kulit kayu C. burmannii dan protein target COX-1 dan COX-2 menggunakan perangkat lunak PyRx 0.8.
Penggunaan PyRx 0.8 mampu mengidentifikasi molekul sebagai molekul yang mirip obat, 14 senyawa minyak esensial dari C. burmannii dianalisis probabilitasnya sebagai agen antiinflamasi menggunakan server PASS Online (). Dengan akurasi rata-rata lebih dari 95%, PASS Online memperkirakan hampir 4.000 aktivitas biologis, termasuk aktivitas farmakologis, interaksi enzim metabolik dan transporter, mekanisme kerja, toksisitas, efek samping, dan pengaruhnya terhadap ekspresi gen. Dengan menggunakan rumus struktur atau string SMILES, server ini menilai aktivitas biologis senyawa kueri secara siliko.
Penelitian ini menggunakan prediksi bukti sedang, di mana senyawa dengan nilai Pa > 0,3 dikategorikan sebagai kandidat yang baik untuk agen antiinflamasi [10]. Di antara 14 senyawa tersebut, 2”eukaliptol dan benzenapropanal”memiliki nilai Pa sama dengan 0,3 dan oleh karena itu tidak dianggap sebagai kandidat kuat untuk aktivitas antiinflamasi dibandingkan dengan senyawa lain. Docking molekuler spesifik dengan senyawa kontrol antiinflamasi ibuprofen dilakukan terhadap 2 senyawa dengan afinitas energi ikat terendah dari hasil skrining, yaitu α-Terpineol dan γ-Muurolene, serta senyawa dengan konsentrasi tertinggi, trans-cinnamaldehyde, untuk memprediksi orientasi dan afinitas pengikatan menggunakan Molegro Virtual Docker. Penelitian ini menggunakan ibuprofen sebagai senyawa kontrol.
Skor Rerank merepresentasikan energi ikat senyawa tersebut terhadap reseptor. Aktivitas ditunjukkan dengan nilai energi ikat yang lebih rendah, karena mencerminkan ikatan yang lebih stabil, sehingga memprediksi aktivitas yang lebih besar. Hasil docking untuk α-Terpineol, γ-Muurolene, dan trans-Cinnamaldehyde menunjukkan bahwa senyawa-senyawa tersebut berpotensi menghambat respons inflamasi melalui penghambatan COX-1, yang konsisten dengan penelitian sebelumnya. Nilai Skor Rerank menunjukkan bahwa α-Terpineol, trans-Sinamaldehida, dan γ-Muurolene memiliki energi ikat yang lebih tinggi dibandingkan dengan senyawa kontrol ibuprofen, yang menunjukkan bahwa potensi aktivitas antiinflamasinya melalui interaksi dengan protein target COX-1 lebih rendah daripada ibuprofen.
Pada COX-1, senyawa Ibuprofen, yang berfungsi sebagai kontrol, menunjukkan skor rerank rata-rata -81,38 kkal/mol, dengan RMSD sekitar 1,26 Ã…. Interaksi yang terdeteksi meliputi ikatan hidrogen dengan Try 355 dan Arg 120, serta interaksi elektrostatik yang melibatkan Arg 120. Hasil ini menunjukkan bahwa meskipun zat-zat ini mungkin tidak seefektif ibuprofen dalam mengurangi peradangan, senyawa ini berpotensi berfungsi sebagai adjuvan untuk mengurangi dosis NSAID.
Untuk target COX-2, senyawa ibuprofen menunjukkan skor rerank rata-rata “77,95 kkal/mol dan RMSD rendah (0,59 Ã…). Interaksi yang terdeteksi meliputi 1 ikatan hidrogen dengan Tyr 356 dan 2 ikatan hidrogen dengan Arg 121, yang mendukung efek antiinflamasi ibuprofen yang kuat. Senyawa lain, seperti γ-Muurolene dan trans-cinnamaldehyde, menunjukkan skor rerank yang lebih rendah (sekitar “74 hingga “59 kkal/mol), dengan interaksi hidrogen dan elektrostatik terdeteksi pada Arg 121 dan Tyr 356, tetapi interaksinya lebih sedikit dibandingkan dengan ibuprofen. Interaksi yang lebih sedikit ini menunjukkan bahwa meskipun senyawa-senyawa ini mungkin memiliki sifat anti-inflamasi, efektivitasnya mungkin lebih rendah dibandingkan ibuprofen. Oleh karena itu, perlu dilakukan uji praklinis dan klinis.
Hasil analisis in silico dengan simulasi pengikatan metabolit dengan protein target COX-1 dan COX-2 pada perangkat lunak PyRx 0.8 () terhadap 14 metabolit minyak atsiri menunjukkan adanya 12 senyawa yang diduga berkontribusi terhadap aktivitas antiinflamasi. Metabolit tersebut adalah α-Terpineol, α-Pinene, α-Muurulene, ɣ-Muurulene, trans-α-Bergamotene, transCinnamaldehyde, Caryophyllene oxide, Caryophylene, D-Limonene, Bornyl acetate, Copaene, dan Linalool. Nilai afinitas pengikatan terendah dengan protein target COX-1 adalah α-Terpineol, yaitu -6,9 kkal/mol. Nilai afinitas pengikatan terendah dengan protein target COX-2 adalah ɣ-Muurulene, yaitu -7,4. Docking molekuler spesifik dengan perangkat lunak Molegro Virtual Docker terhadap senyawa α-Terpineol dan ɣ-Muurulene serta trans-Cinnamaldehyde dengan ibuprofen sebagai kontrol senyawa untuk memperkuat prediksi bahwa ketiga senyawa ini berpotensi sebagai antiinflamasi.
Penulis: Prof. Dr. Hani Plumeriastuti, drh., MKes.
Informasi detail terkait artikel ini dapat dilihat pada:
