Studi In vitro dan In silico Inhibisi Enzim Lipase Pankreas oleh Ekstrak Etanol Daun Sirih Merah (Piper crocatum var. Ruiz & Pav) asal Berbagai Daerah di Indonesia

Abstract

Obesitas adalah suatu kondisi pada tubuh manusia yang mengalami kelebihan lemak dan ketika tidak segera ditangani dengan baik, maka akan mengalami komplikasi kesehatan yang serius bagi tubuh manusia. Enzim lipase pankreas menjadi target yang menjanjikan dalam mencegah terjadinya obesitas karena enzim tersebut bertanggung jawab dalam pencernaan triasilgliserol dari makanan didalam usus. Sirih merah secara in silico diprediksi menghambat lipase pankreas. Disisi lain, ekstrak daun sirih merah telah terbukti menurunkan bobot tikus secara in vivo. Namun, sirih merah yang digunakan hanya berasal pada daerah tertentu. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menganalisis sirih merah yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia untuk upaya pencarian kandidat antiobesitas berbasis herbal dengan menginhibisi enzim lipase pankreas melalui pendekatan in vitro dan in silico. Penelitian dimulai dengan mengukur kadar alkaloid dan terpenoid total pada ekstrak etanol 70 % daun sirih merah yang berasal dari 9 daerah di Indonesia. Penghambatan aktivitas lipase pankreas secara in vitro dilakukan dengan menilai aktivitas enzim dalam unit (U) dan dihitung persen inhibisi-nya. Setelah itu, penelitian dilanjutkan dengan studi komputasi in silico yang meliputi evaluasi sisi aktif enzim lipase pankreas (kode PDB 1LPB), penambatan molekuler dinamika molekuler, profil ADMET-druglikeness dan MM-PBSA. Studi in vitro dan in silico menggunakan orlistat sebagai kontrol positif. Hasil menunjukkan pada 9 sampel yang berasal dari berbagai daerah, kadar alkaloid total diketahui mempunyai rentang 0.95± 0.01 sampai 1.1±0.01 mg CE/g bobot kering. Kadar terpenoid total 9 sampel mempunyai rentang 0.85±0.08 sampai 3.46±0.34 mgUAE/g. Hasil uji penghambatan enzim lipase secara in vitro oleh ekstrak etanol 70 % daun sirih merah menghasilkan rentang penghambatan aktivitas enzim dari 23.8 sampai 226.3 U. Ekstrak etanol 70 % daun sirih merah (1000 ppm) yang berasal dari sembilan daerah di Indonesia terbukti secara in vitro mempunyai daya inhibisi dengan rentang nilai 85.6±0.2 sampai 98.4±0.6%. Ekstrak etanol daun sirih merah (1000 ppm) asal Banda Aceh, Bogor, Bandung, Yogyakarta, Solo, Samarinda, Kendari, dan Jayapura tidak berbeda nyata (p<0.05) dengan orlistat 100 ppm. Kadar alkaloid dan terpenoid tidak berkorelasi positif dengan inhibisi enzim lipase. Senyawa bioaktif yang berperan dalam menghambat enzim lipase berdasarkan penambatan molekuler selain golongan alkaloid dan terpenoid, juga terdiri atas golongan flavonoid, tanin, fenolik, dan steroid. Penambatan molekuler terhadap enzim lipase menunjukkan terdapat 49 senyawa yang memiliki energi ikatan lebih besar dibandingkan dengan orlistat. Simulasi molekular dinamika meunjukkan hasil terbaik adalah senyawa pyropheophorbide berdasarkan parameter metode MM-PBSA. Dengan demikian, ekstrak etanol 70 % daun sirih merah yang berasal dari sembilan daerah di Indonesia dapat menghambat aktivitas enzim lipase berdasarkan uji in vitro dan in silico.

Obesity is a condition characterized by excessive body fat, which, if not properly managed, can lead to serious health complications. Pancreatic lipase enzyme is a promising target for preventing obesity, as it is responsible for digesting dietary triacylglycerols in the intestine. In silico predictions suggest that red betel leaf inhibits pancreatic lipase. Additionally, red betel leaf extract has been proven to reduce the weight of rats in vivo. However, the red betel used in studies originates from specific regions only. This research aimed to analyze red betel from various regions in Indonesia to identify herbal anti-obesity candidates by inhibiting pancreatic lipase through in vitro and in silico approaches. The study begins by measuring the total alkaloid and terpenoid content in 70 % ethanol extracts of red betel leaves from nine Indonesian regions. In vitro inhibition of pancreatic lipase activity is assessed by measuring enzyme activity in units (U) and calculating the percent inhibition. Following this, in silico studies include evaluating the active site of pancreatic lipase (PDB ID 1LPB), molecular docking, molecular dynamics, ADMET-druglikeness profiling, and MM-PBSA. Orlistat serves as a positive control in both in vitro and in silico studies. Results indicate that the total alkaloid content of the nine samples ranges from 0.95± 0.01 to 1.1±0.01 mg CE/g dry weight, while total terpenoid content ranges from 0.85±0.08 to 3.46±0.34 mg UAE/g. In vitro enzyme inhibition assays show that 70 % ethanol extracts of red betel leaves inhibit enzyme activity in a range of 23.7 to 226.3 U. Ethanol extract of 70 % red betel leaf (1000 ppm) from nine regions in Indonesia has been proven in vitro to exhibit inhibitory activity with inhibition values ranging from 85.6±0.2 to 98.4±0.6%. The ethanol extract of red betel leaf (1000 ppm) from Banda Aceh, Bogor, Bandung, Yogyakarta, Solo, Samarinda, Kendari, and Jayapura did not significantly differ (p<0.05) from orlistat 100 ppm. Alkaloid and terpenoid contents showed no positive correlation with lipase inhibition, as evidenced by in silico testing. Bioactive compounds responsible for inhibiting lipase enzymes based on molecular docking include not only alkaloids and terpenoids but also flavonoids, tannins, steroids, and phenolics. Molecular docking against the lipase enzyme revealed that there are 49 compounds with binding energies greater than orlistat. Molecular dynamics simulations indicated that the best result was for the compound pyropheophorbide based on the MM-PBSA method parameters. Therefore, the 70 % ethanol extract of red betel leaves from nine regions in Indonesia can inhibit lipase enzyme activity based on in vitro and in silico studies.