Identifikasi Potensi Senyawa Polisakarida Makroalga sebagai Inhibitor Protease 3CL SARS- CoV-2 dengan Metode Penambatan Molekuler

Abstract

COVID-19 merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Hingga saat ini belum ada obat khusus untuk penyembuhan penyakit COVID-19. Protease 3CL menjadi target untuk desain obat anti-CoV karena dapat memblokir proses replikasi virus. Dalam penemuan obat, bahan alam berperan penting untuk berbagai aktivitas biologis. Salah satu bahan alam yang telah digunakan, yaitu senyawa polisakarida alga. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi potensi senyawa polisakarida makroalga, yaitu agar, agarosa, κ- karagenan, ι-karagenan, laminaran, alginat, fukoidan, deae-selulosa, mannan, rhamman sulfat, dan ulvan sebagai inhibitor protease 3CL SARS-CoV-2 dengan metode penambatan molekuler melalui analisis energi pengikatan, konstanta inhibisi, interaksi ikatan hidrogen, prediksi aturan Lipinski, dan toksisitas ligan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa senyawa mannan paling berpotensi sebagai inhibitor protease 3CL. Berdasarkan perubahan energi bebas Gibbs (∆G), tetapan inhibisi, dan jumlah ikatan hidrogen yang didapat berturut-turut, yaitu sebesar -10,9 kkal/mol; 0,01 μM; dan 4 ikatan hidrogen. Senyawa mannan tidak memenuhi prediksi aturan Lipinski dan tergolong ke dalam senyawa praktis tidak toksik. Kata kunci: penambatan molekuler, polisakarida makroalga, protease 3CL

OVID-19 is a disease caused by the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Until now, there is no specific drug to treat COVID-19. Protease 3CL is a target for anti-CoV drug design because it can block the viral replication process. In drug discovery, natural materials play an important role in various biological activities. One of the natural materials that have been used is algae polysaccharide compounds. This study aims to identify the potential of macroalgae polysaccharide compounds, such as agar, agarose, κ-carrageenan, ι-carrageenan, laminaran, alginate, fucoidan, deae-cellulose, mannan, rhamman sulfate, and ulvan as a SARS-CoV-2 3CL protease inhibitor with molecular docking method through analysis of binding energy, inhibition constants, hydrogen bond interactions, prediction of Lipinski rule, and ligand toxicity. The results of this study indicate that the mannan compound has the most potential as a 3CL protease inhibitor. Based on the change in Gibbs free energy (∆G), the inhibition constant, and the number of hydrogen bonds obtained, respectively, are -10.9 kcal/mol; 0.01 M; and 4 hydrogen bonds. Mannan compounds do not comply with the predictions of Lipinski's rules and are classified as practically non-toxic compounds. Keywords: 3CL protease, macroalgae polysaccharide, molecular docking