Klasifikasi Senyawa Aktif Tanaman Obat Anti Diabetes Melitus Tipe 2 dengan Pendekatan Penambatan Molekuler

Abstract

Diabetes melitus tipe 2 merupakan penyakit gangguan fungsi protein yang disebabkan karena tubuh tidak mampu menggunakan produksi insulin dengan efektif. Pengobatan untuk penyakit diabetes melitus tipe 2 selama ini menggunakan obat-obatan kimia (sintetis) yang bekerja dengan konsep one drug-one target. Obat kimia sintesis semacam ini sering menimbulkan efek samping bagi protein lain dalam tubuh manusia, sehingga obat dengan lebih dari satu efek farmakologis (multi components-network target) akan lebih sesuai untuk menangani penyakitpenyakit metabolik degeneratif ini. Salah satu jenis obat bekerja dengan konsep multi components-network target ini adalah jamu tradisional Indonesia yang tersusun oleh berbagi jenis tanaman yang mengandung banyak senyawa. Kemampuan ini yang menyebabkan jamu direkomendasikan untuk pengobatan penyakit metabolik degeneratif yang melibatkan kompleks protein dalam tubuh manusia. Penelitian ini berfokus pada 287 senyawa yang terdapat pada 4 tanaman obat penyusun ramuan jamu antidiabetes melitus tipe 2 yaitu tanaman Pare (Momordica charantia), Sembung (Blumea balsamifera), Bratawali (Tinospora crispa) dan Jahe (Zingiber officinale) serta 3 protein signifikan diabetes melitus tipe 2 dalam tubuh manusia yaitu PTH (Parathyroid hormone), PPARG (Peroxisome proliferator activated-receptor gamma) dan PPARA (Peroxisome proliferator activatedreceptor alpha). Penelitian ini merupakan pendekatan komputasi yang bertujuan untuk melihat karakteristik senyawa dari tanaman obat anti diabetes melitus tipe 2 dengan ketiga protein signifikan. Karakteristik senyawa yang diamati merupakan hasil penambatan molekuler antara ligan senyawa dengan reseptor protein target. Pemodelan klasifikasi dengan bantuan analisis diskriminan digunakan untuk memperoleh model yang dapat membedakan dengan tegas karakteristik senyawasenyawa yang menargetkan protein signifikan DM tipe 2 dengan senyawa-senyawa yang tidak menargetkan protein signifikan DM tipe 2. Permasalahan data tidak seimbang diawal proses klasifikasi diatasi dengan melakukan praproses klasifikasi pada level data dengan bantuan metode SMOTE (Synthetic Minority Over-sampling Technique). Model klasifikasi dengan SMOTE memiliki kemampuan untuk mengklasifikasikan amatan minoritas dengan lebih baik. Kesimpulan ini ditandai dengan persentase nilai kepekaan dan kekhususan yang cukup seimbang yaitu 41.67% dan 50% untuk protein target PTH, 10% dan 57.14% untuk protein target PPARA serta bernilai 85.71% dan 70% pada protein target PPARG. Hasil klasifikasi menunjukkan bahwa senyawa yang diprediksi dapat menargetkan proterin target PTH, PPARA dan PPARG secara bersama-sama antara lain senyawa Aframodial dan alpha-Linalool yang berasal dari tanaman jahe. Pada penambatan dengan protein target PTH, senyawa 1-(3,4-Dihydroxyphenyl)-7-(4- hydroxyphenyl)-3,5-heptanediol;(5RS)-form,3-Ketone,3'-Me ether dari tanaman jahe memiliki tingkat kemiripan sebesar 80% dengan senyawa obat sintetis Cinacalcet hydrochloride pada residu penambatan Glu-53, Leu-42, Met-49 dan Arg-56. Pada penambatan dengan protein target PPARA, senyawa beta-Santalol dari tanaman jahe dan senyawa Kuguacin M dari tanaman pare memiliki persentase kemiripan binding sites dengan ligan alami protein tersebut sebesar 62.50% pada residu asam amino Tyr-464, Phe-273, Cys-276, Ser-280, His-440 dan Thr-279. Pada penambatan dengan protein target PPARG, senyawa Aframodial dari tanaman jahe memiliki kemiripan binding sites dengan ligan alami protein tersebut sebesar 60% pada residu asam amino Phe-282, Cys-285, Arg-288, Ile-326, Leu-330 dan Met-364.