Desain In Silico Peptida Aktif Inhibitor Alfa-Amilase Berbasis Peptida Bioaktif dari Kulit Ari Oat (Avena sativa) serta Uji Aktivitasnya

RUMAISHA LALE HANDOYO, Prof. Tri Joko Raharjo, S.Si., M.Si., Ph.D.; Respati Tri Swasono, S.Si, M.Phil, Ph.D.

2024 | Skripsi | KIMIA

Inhibisi alfa-amilase merupakan salah satu mekanisme pengobatan diabetes melitus tipe 2, dengan obat standar umum adalah akarbosa. Penggunaan berkepanjangan akarbosa memiliki efek samping gangguan pencernaan sehingga mendorong pengembangan inhibitor alfa-amilase baru yang lebih aman. Peptida adalah salah satu alternatif obat yang bersifat non-toksik dan beraktivitas tinggi. Peptida dengan urutan “YFDEQNEQFR” dari kulit ari oat (Avena sativa) memiliki nilai IC?? 37,5 µM berdasarkan literatur. Penelitian ini bertujuan mengoptimasi struktur peptida “YFDEQNEQFR” untuk mendapatkan peptida inhibitor alfa-amilase baru yang lebih aktif. 

Peptida “YFDEQNEQFR” dianalisis melalui sejumlah peladen dan penambatan digital, yaitu melalui PepSite2, CABS-dock, dan HADDOCK Server untuk mengkaji interaksinya dengan alfa-amilase. Sekuens “YFDEQNEQFR” dioptimasi dan dimodifikasi hingga mendapatkan sekuens baru yang lebih tinggi aktivitas dan interaksinya, yaitu “YKDGQNGQFR”. Peptida-peptida tersebut disintesis dan diuji secara in-vitro dengan Spektrofotometer UV-Vis.

Peptida “YFDEQNEQFR” menunjukkan nilai IC?? sebesar 33,22 ± 0,62 µM dengan interaksi pada triad katalitik hanya pada Asp300 dan Glu233. Pada peptida modifikasi “YKDGQNGQFR” terdapat penurunan nilai IC50 menjadi 20,15 ± 0,84 µM dan interaksi lebih kuat dengan triad katalitik pada Asp300, Asp197, dan Glu233. Peningkatan inhibisi ini menunjukkan keberhasilan modifikasi.

Inhibition of alpha-amylase is one of medication of type 2 diabetes mellitus, with its one of most well-known standard medicine being acarbose. However, prolonged usage of acarbose can affect the digestive system, hence the development of new and safer alpha-amylase inhibitors. Peptides have become interesting medications in many field including alpha-amylase inhibitor due to the activities and non-toxic advantage. A peptide based on oat bran (Avena sativa), “YFDEQNEQFR”, is found to have 37.5 µM for its IC?? score. This research is aimed to optimize the structure of “YFDEQNEQFR” in order to obtain a novel ?-amylase inhibitor peptide with better activity.

The peptide “YFDEQNEQFR” is analyzed through a couple of servers and digital docking, namely PepSite2, CABS-dock, and HADDOCK Server to study its interaction with alpha-amylase. “YFDEQNEQFR” is then optimized and modified to acquire a new sequence with higher activity and better interaction, which is “YKDGQNGQFR”. Both peptides are synthesized and tested through in-vitro activity assay with UV-Vis Spectrophotometry.

“YFDEQNEQFR” is reported to have an IC?? of 33.22 ± 0.62 µM and show strong interactions only with Asp300 and Glu233 in regards of alpha-amylase’s catalytic triad. In turn, the modified peptide “YKDGQNGQFR” show a lower IC50 of 20.15 ± 0.84 µM and stronger interactions with all of the catalytic triads; Asp300, Asp197, and Glu233. This increase in activity proves the success of the modification.

Kata Kunci : Amilase pankreas, diabetes melitus, penambatan molekuler, peptida