Uji In Silico BMP-2 dan MMP-9 dengan Senyawa Epikatekin, Teobromin, dan Klovamid Ekstrak Biji Buah Kakao (Theobroma Cacao L.)

Abstract

Maloklusi merupakan kelainan oklusi gigi yang prevalensinya di Indonesia mencapai 80%, dan biasanya ditangani melalui perawatan ortodonti. Selama proses pergerakan gigi ortodonti, terjadi remodeling tulang alveolar dan jaringan periodontal yang melibatkan protein seperti Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP- 2) untuk pembentukan tulang dan Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) untuk degradasi matriks. Dalam konteks ini, pendekatan terapi pendukung menggunakan senyawa alami dari ekstrak biji buah kakao menjadi relevan karena kandungannya seperti epikatekin, klovamid, dan teobromin diketahui memiliki potensi meningkatkan aktivitas osteoblas dan memodulasi sinyal BMP-2 dan menghambat aktivitas pada MMP-9 melalui sifat antioksidan dan anti inflamasinya. Untuk menilai efektivitas ketiganya, simvastatin digunakan sebagai kontrol positif karena telah terbukti mampu meningkatkan BMP-2 dan menekan MMP-9. Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi interaksi senyawa bioaktif secara in silico, sebagai langkah awal untuk memahami potensi senyawa dalam mendukung pergerakan gigi ortodonti. Penelitian uji in silico ini menggunakan pendekatan deskriptif analitik non eksperimental berbasis komputasi kimia. Metode yang digunakan adalah molecular docking yang memprediksi bagaimana senyawa ligan berinteraksi dan protein target. Struktur 3D ligan ekstrak biji kakao ini diperoleh dari database website PubChem dan diminimisasi energi. Protein target yang digunakan adalah Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2) (ID PDB: 6OMN) dan Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) (ID PDB: 5TH6), yang strukturnya diunduh dari website RCSB Protein Data Bank dan dihilangkan molekul air. Simvastatin digunakan sebagai senyawa kontrol dan docking dilakukan dengan menentukan grid box di sekitar sisi aktif protein berdasarkan ikatan simvastatin. Hasil docking meliputi nilai binding affinity (energi pengikatan), jenis interaksi ikatan, serta residu asam amino yang terlibat. Data yang diperoleh kemudian dipaparkan dalam bentuk tabel. Hasil penelitian molecular docking protein Bone Morphogenetic Protein-2 (BMP-2), klovamid menunjukkan binding affinity sebesar -6.5 kkal/mol, yang sangat mendekati nilai simvastatin sebagai kontrol (6.8 kkal/mol). Mengindikasikan bahwa klovamid memiliki potensi aktivasi BMP-2 yang sebanding dengan simvastatin. Epikatekin memiliki binding affinity 5.7 kkal/mol, sementara teobromin menunjukkan afinitas terlemah yaitu -4.1 kkal/mol. Analisis interaksi menunjukkan bahwa klovamid memiliki jumlah ikatan hidrogen dan Van der Waals yang signifikan dengan BMP-2, serta berbagi banyak residu asam amino yang sama dengan simvastatin dalam interaksinya, sehingga punya stabilitas dan potensi aktivasi yang kuat. Protein Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9), klovamid menunjukkan binding affinity terkuat yaitu -7.3 kkal/mol, diikuti oleh epikatekin dengan -6.8 kkal/mol. Kedua nilai ini bahkan lebih rendah (lebih baik) dibandingkan simvastatin (-6.3 kkal/mol), menunjukkan bahwa klovamid dan epikatekin memiliki potensi penghambatan MMP-9 yang lebih kuat daripada simvastatin. Teobromin kembali menunjukkan afinitas terlemah dengan MMP-9 yaitu -5.7 kkal/mol. Klovamid dan epikatekin juga menunjukkan jumlah ikatan hidrogen dan Van der Waals yang lebih banyak serta berbagi residu asam amino kunci dengan simvastatin pada sisi aktif MMP-9, yang mendukung prediksi efektivitasnya sebagai inhibitor. Penelitian in silico ini memprediksi bahwa senyawa dari ekstrak biji kakao memiliki potensi kuat untuk berinteraksi dengan BMP-2, mendekati efektivitas simvastatin dalam mengaktifkan jalur osteogenesis. Klovamid dan epikatekin menunjukkan potensi yang sangat menjanjikan sebagai inhibitor MMP-9, bahkan melebihi simvastatin. Meskipun demikian, hasil ini bersifat prediktif dari simulasi komputasi. Oleh karena itu, validasi lebih lanjut melalui penelitian eksperimental in vitro dan in vivo sangat diperlukan untuk mengkonfirmasi daya aktivasi dan penghambatan senyawa bioaktif biji kakao ini