MODIFIKASI TIPRANAVIR UNTUK MENINGKATKAN KINERJA INHIBISI PADA ENZIM HIV-1 PROTEASE SECARA IN SILICO

Abstract

Human Immunodeficiency Virus (HIV) merupakan suatu virus penyebab penyakit Acquired Immunodeficiency Syndrome (AIDS). HIV menginfeksi sel-sel vital pada sistem imun manusia. Terdapat tiga protein spesifik yang berperan dalam siklus hidup virus HIV, yaitu enzim Reverse Transkriptase (RT), Protease (PR) dan Integrase (IN). Kerja dari enzim-enzim tersebut dapat dihambat oleh beberapa antiretroviral (ARV) yaitu inhibitor reverse transcriptase, inhibitor integrase dan inhibitor protease. Obat-obatan yang sekarang ini banyak berkembang adalah penggunaan penghambat enzim protease. Inhibitor protease yang telah berhasil ditemukan dan telah dijinkan dipasarkan ada sekitar 10 macam inhibitor, salah satunya inhibitor Tipranavir. yang didesain untuk menghambat spesies HIV-1 protease yang resistan terhadap inhibitor sebelumnya. Resistansi obat merupakan masalah utama yang sering kali muncul dan mempengaruhi kemampuan klinis dari agen-agen antiretroviral. Oleh sebab itu, penelitian lebih lanjut mengenai inhibitor HIV-1 protease yang mempertahankan aktivitas antiviral dengan kehadiran mutasi virus sangatlah perlu untuk mengembangkan inhibitor yang lebih tangguh. Salah satu langkah yang dapat dilakukan untuk mendapatkan model inhibitor yang memiliki kinerja lebih baik dalam menghambat enzim HIV-1 protease adalah dengan mendesain inhibitor baru melalui substitusi gugus fungsi di beberapa daerah dari struktur Tipranavir menggunakan pendekatan substitusi bioisosterik dan analisa QSAR dan docking yang dilakukan secara simulasi komputer (in silico). Modifikasi bioisosterik tersebut menghasilkan 1023 senyawa yang selanjutnya dianalisa QSAR. Metode QSAR yang dilakukan dalam penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan yaitu jumlah data eksperimen yang digunakan tidak mencukupi untuk dibagi menjadi data training dan data test. Sehingga data yang ada hanya sebagai data training yang digunakan untuk menentukan persamaan tanpa dilakukan uji validitas persamaan menggunakan data test. Selain itu parameter yang digunakan juga terbatas karena ketidaktersediaan data parameter dalam software yang digunakan. Oleh sebab itu perlu dilakukan uji hasil analisa QSAR dengan metode lain yaitu docking. Dari 1023 senyawa hasil modifikasi yang telah dianalisa QSAR, dipilih 100 senyawa dengan nilai Ki terendah, namun hasilnya tidak berkorelasi dengan hasil analisa QSAR. Untuk itu juga dilakukan docking terhadap 40 senyawa dengan nilai Ki pada rangking tengah dan 40 senyawa dengan nilai Ki pada rangking akhir dari analisa QSAR, namun juga tidak menunjukkan korelasi yang baik. Melihat fakta tersebut dan juga keterbatasan analisa QSAR yang dilakukan dalam penelitian ini, maka persamaan yang dihasilkan tidak dapat digunakan untuk menentukan nilai Ki prediksi senyawa hasil modifikasi. Sehingga penentuan senyawa terbaik yang direkomendasikan berdasarkan pada hasil analisa docking. Dari 180 senyawa yang dilakukan docking dengan enzim HIV-1 protease wild type, dipilih 10 senyawa dengan nilai Ki terendah untuk dilakukan docking dengan enzim HIV-1 protease mutan. Modifikasi struktur Tipranavir dengan pendekatan substitusi bioisosterik menghasilkan model inhibitor yang memiliki kinerja lebih baik dari pada Tipranavir dalam menghambat enzim HIV-1 protease dan beberapa mutannya. Senyawa T1 yang dimodifikasi pada empat daerah dengan subtituen tersier butil pada R1 (gugus metil) dan R3 (gugus metil), thiophen pada R2 (gugus benzen), gugus CN pada R4 (gugus CF3) diprediksi memiliki kemampuan 4.000.000 kali lebih baik dari pada Tipranavir dan senyawa T4 yang dimodifikasi pada empat daerah dengan subtituen tersier butil pada R1 (gugus metil) dan R3 (gugus metil), furan pada R2 (gugus benzen), gugus CN pada R4 (gugus CF3) memiliki kemungkinan 18.000 kali lebih baik dari pada inhibitor Tipranavir yang belum dimodifikasi.