Studi Penambatan Molekul Kombinasi Tripeptida terhadap Matrix Metalloproteinase-1

Abstract

Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) merupakan enzim yang menginduksi photoaging dan photocarcinogenesis dan mendegradasi kolagen tipe I dan tipe III. Tripeptida diketahui berpotensi menginhibisi MMP-1 secara in silico. Penelitian ini bertujuan mengetahui lebih lanjut potensi tripeptida dalam menginhibisi MMP-1 dengan pendekatan situs pengikatan kolagen dan menyaring tripeptida dengan teknik kombinasi penambatan molekuler dengan aplikasi PLANTS. Terdapat empat ligan terbaik dari 332 tripeptida yang memiliki skor penambatan lebih baik dari batimastat yang menghambat aktivitas MMP-1 secara in silico, yaitu TRR, ARR, GRR, dan PRR. Skor penambatan terbaik adalah -117,154 pada tripeptida TRR. Penambatan kombinasi dari empat ligan terbaik dilakukan dan didapatkan skor terbaik kombinasi 2 tripeptida TRR_ARR, -120,242 dan kombinasi 3 tripeptida TRR_ARR GRR, -121,486. Ligan kombinasi berbeda nyata dari ligan alami, akan tetapi tidak berbeda nyata terhadap tripeptida tunggal secara statistika. Ligan alami, ligan pembanding, TRR, PRR, kombinasi 2 ligan dan kombinasi 3 ligan menginhibisi MMP-1 melalui pengikatan dengan Zn katalitik serta residu pengikat substrat, sedangkan dua tripeptida lainnya, yaitu ARR dan GRR menginhibisi kolagenase-1 melalui pengikatan dengan residu pengikat substrat dan situs katalitik.

Matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) is an enzyme that induces photoaging and photocarcinogenesis and degrades type I and type III collagen. Tripeptides are known to have the potential to inhibit MMP-1 in silico. This study aims to further investigate the potential of tripeptides in inhibiting MMP-1 with a collagen binding site approach and screen tripeptides with a combination technique of molecular tethering with PLANTS application. There are four best ligands from 332 tripeptides that have better tethering scores than batimastat that inhibit MMP- 1 activity in silico, namely TRR, ARR, GRR, and PRR. The best docking score was -117,154 on the TRR tripeptide. Docking combinations of the four best ligands were carried out and the best score was obtained for the combination of 2 TRR_ARR tripeptides, -120,242 and the combination of 3 TRR_ARR GRR tripeptides, -121,486. The combined ligands were significantly different from the natural ligand, but not statistically significantly different from the single tripeptide. The natural ligand, comparator ligand, TRR, PRR, combination of 2 ligands and combination of 3 ligands inhibited MMP-1 through binding to catalytic Zn as well as substrate-binding residues, while the other two tripeptides, namely ARR and GRR inhibited collagenase-1 through binding to substrate-binding residues and catalytic sites.