Studi In Silico Potensi Senyawa Fenolik sebagai Inhibitor Protein Resistensi Antibiotik pada Salmonella
Abstract
Kontaminasi Salmonella spp. pada daging ayam telah menyebabkan kasus penyakit bawaan pangan yang dapat berujung pada kematian bila tidak segera ditangani. Resistensi antibiotik menjadi permasalahan utama dalam mengendalikan infeksi patogen. Penggunaan senyawa non-antibiotik (adjuvan) untuk menghambat mekanisme resistensi antibiotik mulai banyak dikaji sebagai upaya yang efektif dalam mengatasi infeksi multidrug-resistant (MDR) Salmonella. Senyawa fenolik dalam pangan nabati terbukti memiliki aktivitas antimikroba dan dapat menjadi alternatif adjuvan untuk menghambat mekanisme resistensi pada Salmonella spp. Penelitian ini bertujuan menentukan senyawa fenolik yang berpotensi sebagai inhibitor protein resistensi antibiotik pada Salmonella melalui studi in silico.
Penelitian dilaksanakan melalui empat tahapan, yakni prediksi dan evaluasi model struktur 3D protein; pencarian dan skrining ligan uji; simulasi penambatan (docking) molekuler; serta simulasi dinamika molekul dan ensemble docking. Struktur 3D protein diprediksi dengan SWISS-MODEL (pemodelan homologi), I-TASSER (pemodelan threading), dan AlphaFold2 (pemodelan ab initio). Simulasi penambatan (docking) molekuler dilakukan dengan AutoDock Vina menggunakan konformasi tunggal (rigid) dan konformasi fleksibel (ensemble) dari protein target.
Protein target yang digunakan dalam penelitian ini adalah β-laktamase kelas A TEM-1 dan aminoglikosida nukleotidiltransferase AadA. TEM-1 menyebabkan resistensi β-laktam melalui hidrolisis ikatan amida pada antibiotik, sementara AadA menyebabkan resistensi aminoglikosida melalui transfer gugus adenil ke antibiotik. Pemodelan homologi menghasilkan model dengan kualitas yang paling baik dalam prediksi struktur 3D TEM-1 dan AadA berdasarkan plot Ramachandran, G-factors, dan ERRAT. Di sisi lain, dua puluh senyawa fenolik sebagai ligan uji diprediksi dapat diserap dengan baik secara oral, menunjukkan bioavailabilitas yang baik, dan tidak berpotensi menimbulkan bahaya bagi tubuh.
Penggunaan konformasi ensemble protein menghasilkan mode pengikatan yang relatif lebih baik daripada penggunaan konformasi tunggal. Kompleks TEM-1 dengan ampisilin dan ligan uji membentuk interaksi dengan empat residu pada situs katalitik (Ser68, Lys71, Ser128, dan Glu164), Tyr103, Asn130, dan Asn168. Kompleks AadA dengan gentamisin dan ligan uji membentuk interaksi dengan Trp112, Asp182, His185, dan residu katalitik Glu87. Asam elagat, kuersetin, dan mirisetin berpotensi sebagai inhibitor TEM-1 dan AadA. Sianidin juga berpotensi sebagai inhibitor TEM-1 dan kaempferol berpotensi sebagai inhibitor AadA. Gugus hidroksil yang terikat pada cincin fenil dan cincin heterosiklik memiliki peran penting sebagai donor ikatan hidrogen dalam interaksinya dengan situs pengikatan protein target. Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan untuk memvalidasi hasil analisis penambatan molekuler dan membuktikan aktivitas penghambatan senyawa fenolik terhadap protein target.
Collections
- MT - Agriculture Technology [2218]