Sintesis Derivat Emodin serta Uji Aktivitasnya sebagai Antidiabetes Inhibitor DPP-4 secara In Silico dan In Vitro

Abstract

Diabetes Melitus Tipe 2 (DMT 2) adalah gangguan metabolisme karbohidrat kronis yang ditandai dengan resistensi insulin dan gangguan sekresi insulin. Pengobatan DMT 2 saat ini memiliki keterbatasan efikasi dan efek samping yang serius. Inhibitor DPP-4, yang menghambat enzim DPP-4 dan meningkatkan sekresi insulin, menjadi pilihan pengobatan yang efektif untuk DMT 2 dengan menurunkan kadar glukosa darah. Penelitian ini menggunakan pendekatan kombinasi in silico dan in vitro untuk mengevaluasi potensi senyawa emodin dan derivatnya sebagai inhibitor DPP- 4. Tahapan penelitian meliputi penambatan molekuler dengan Molegro Virtual Docker 6.0 untuk menganalisis interaksi 10 senyawa emodin dan derivatnya dengan enzim DPP-4, sintesis tiga derivat terpilih, dan uji aktivitas penghambatan DPP-4 secara in vitro dengan hasil dinyatakan sebagai nilai IC50. Penelitian ini menemukan bahwa tiga derivat emodin, yaitu 3-benzoil emodin, 3-?-toluoil emodin, dan 3-m-toluoil emodin, menunjukkan nilai rerank score yang lebih rendah dibandingkan dengan emodin yang dapat mendukung stabilitas dan afinitas ikatan yang kuat terhadap enzim DPP-4. Ketiga derivat emodin tersebut juga memiliki aktivitas penghambatan selektif terhadap DPP-4 dengan nilai IC50 sebesar 1,37 ± 2,89 µM. Di antara derivat emodin tersebut, 3-?-toluoil emodin menunjukkan potensi yang menjanjikan sebagai inhibitor DPP-4, menjadikan emodin dan derivatnya sebagai kandidat potensial untuk pengembangan obat Diabetes Melitus Tipe 2 (DMT 2).

Type 2 Diabetes Melitus (T2DM) is a chronic carbohydrate metabolism disorder characterized by insulin resistance and impaired insulin secretion. Current treatments for T2DM have limitations in efficacy and are often associated with serious side effects. DPP-4 inhibitors, which block the DPP-4 enzyme and enhance insulin secretion, have emerged as effective therapeutic options for lowering blood glucose levels in T2DM. This study employed a combination of in silico and in vitro approaches to evaluate the potential of emodin and its derivatives as DPP-4 inhibitors. The research stages included molecular docking using Molegro Virtual Docker to analyze the interactions between 10 emodin compounds and the DPP-4 enzyme, the synthesis of three selected derivatives, and in vitro assays to determine DPP-4 inhibitory activity, expressed as IC50 values. The study found that three emodin derivatives 3-benzoyl emodin, 3-?-toluoyl emodin, and 3-m-toluoyl emodin exhibited lower rerank scores compared to emodin, indicating stronger binding affinity and interaction stability with the DPP-4 enzyme. These derivatives also demonstrated selective DPP-4 inhibitory activity, with IC50 values of 1.37 ± 2.89 µM. Among them, 3-?-toluoyl emodin showed particularly promising potential as a DPP-4 inhibitor, positioning emodin and its derivatives as potential candidates for the development of new treatments for Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM).