Studi Penambatan Molekuler dan Simulasi Dinamika Molekuler Senyawa Hibrida Pirazol dan Hidrazon-Hidrazida dengan Protein MELK sebagai Kandidat Antikanker Payudara Sel MDA-MB-231
Indah Suminar, Mokhammad Fajar Pradipta, S.Si., M. Eng.; Dr.rer.nat. Niko Prasetyo, S.Si., M. Sc.
2023 | Skripsi | KIMIA
Studi
penambatan molekuler dan simulasi dinamika molekuler senyawa hibrida pirazol
dan hidrazon-hidrazida dengan protein Maternal Embryonic Leucine Kinase (MELK)
sebagai kandidat antikanker payudara sel MDA-MB-231 telah dilakukan. Penelitian
ini bertujuan untuk memprediksi dan mengevaluasi aktivitas senyawa hibrida
pirazol dan hidrazon-hidrazida sebagai inihibitor protein MELK secara teoritis
dengan menggunakan metode penambatan molekuler dan simulasi dinamika molekuler.
Penambatan molekuler senyawa-senyawa kandidat obat yang telah teroptimasi
dilakukan terhadap protein MELK (kode PDB: 4CQG) untuk memprediksi aktivitas
inhibisi protein target berdasarkan nilai afinitas ikatan, konstanta
inhibisi, dan interaksi antara senyawa kandidat obat dengan reseptor protein
MELK. Analisis kestabilan konformasi kompleks terbaik dari hasil
penambatan molekuler dilakukan dengan simulasi dinamika molekuler selama
200 ns.
Hasil penambatan molekuler menunjukkan bahwa senyawa usulan 1 dengan
nama IUPAC, (Z)-N’-(4-(dimethylamino)-2-nitrobenzylidene)-2-(3,5-bis(dimethylamino)-1H-pyrazol-1-yl)acetohydrazide
memiliki interaksi ikatan hidrogen dengan residu asam amino utama Cys89
dan interaksi ikatan hidrogen tambahan dengan residu asam amino Asp150.
Adapun nilai afinitas ikatan dan konstanta inhibisi secara berturut-turut
sebesar 7,38 kkal mol-1 dan 3,91 M. Senyawa kompleks protein MELK
dengan senyawa usulan 1 bersifat stabil berdasarkan hasil analisis Root
Mean Square Deviations (RMSD), Root Mean Square Fluctuations (RMSF),
Radius of gyration (Rg), Surface Accessible Solvent Areas (SASA),
dan jumlah ikatan hidrogen dari file trajektori simulasi dinamika molekuler.
Molecular
docking and molecular dynamics simulations studies of pyrazole and
hydrazone-hydrazide hybrid compounds with Maternal Embryonic Leucine Kinase
(MELK) protein as anti-MDA-MB-231 breast cancer cells candidates have been
carried out. This study aims to theoretically predict and evaluate the activity
of pyrazole and hydrazone-hydrazide hybrid compounds as MELK protein
inhibitors. Molecular docking of the optimized drug candidate compounds was
carried out on the MELK protein (PDB code: 4CQG) to predict the inhibitory
activity of the target protein based on binding affinity values, inhibition
constants, and interactions between the drug candidate compounds and the MELK
protein receptor. Analysis of stability of the best complex conformation from
the molecular docking results was carried out using molecular dynamics
simulations for 200 ns.
The results of molecular
docking show the proposed compound 1 that have IUPAC name
as (Z)-N'-(4-(dimethylamino)-2-nitrobenzylidene)-2-(3,5-bis(dimethylamino)-1H-pyrazol-1-yl)acetohydrazide
has a hydrogen bond interaction with the key amino acid residue Cys89 and
an additional hydrogen bond interaction with the amino acid residue Asp150. The
binding affinity and inhibition constant are 7.38 kcal mol-1 and 3.91 M, respectively. The MELK
protein complex compound with compound 1 was stable based on
the results of Root Mean Square Deviations (RMSD), Root Mean Square Fluctuations
(RMSF), Radius of gyration (Rg), Surface Accessible Solvent Areas (SASA), and
hydrogen bonds numbers analysis from the molecular dynamics simulation
trajectory file.
Kata Kunci : penambatan molekuler, senyawa hibrida pirazol dan hidrazonhidrazida, sel kanker payudara MDA-MB-231, simulasi dinamika molekuler