PEPTIDA BIOAKTIF DARI CACING SIPOU (Siphonosoma australe) SEBAGAI ANTI-INFLAMASI

Suwarjoyowirayatno, Prof. Dr. Ir. Retno Indrati, M.Sc.; Prof. Dr. Ir. Chusnul Hidayat; Prof. Dra. Tutik Dwi Wahyuningsih, M.Si., Ph.D.

2025 | Disertasi | S3 Ilmu Pangan

Prevalensi penyakit inflamasi terus meningkat hingga 20% populasi dunia. Obat anti-inflamasi masih berisiko efek samping, sementara kolagen mengandung asam amino hidrofobik dan bermuatan positif yang dapat menghambat mediator inflamasi. Kolagen cacing sipou (Siphonosoma australe) dapat dimanfaatkan sebagai sumber alternatif anti-inflamasi alami. Proses ekstraksi kolagen dan hidrolisis enzimatis dapat menghasilkan peptida bioaktif cacing sipou sebagai anti-inflamasi inhibitor cyclooxygenase-2 (COX-2) belum pernah dilaporkan. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mempelajari pengaruh waktu ekstraksi asam asetat terhadap rendemen dan aktivitas anti-inflamasi serta karakteristik kolagen cacing sipou; 2) mempelajari pengaruh waktu pencernaan dan berat molekul (BM) protein hidrolisat kolagen cacing sipou hasil simulasi pencernaan in vitro terhadap aktivitas anti-inflamasinya; 3) mempelajari karakteristik peptida cacing sipou dan interaksi peptida inhibitor dengan enzim COX-2. Kebaruan dari penelitian ini adalah informasi komprehensif mengenai profil peptida bioaktif anti-inflamasi (inhibitor COX-2) dari cacing sipou. Penelitian ini terdiri dari 3 tahap: 1) ekstraksi kolagen cacing sipou; 2) simulasi pencernaan in vitro menggunakan enzim pepsin-pankreatin dilanjutkan dengan fraksinasi; 3) karakterisasi dan identifikasi sequence peptida bioaktif serta evaluasi interaksi peptida-enzim COX-2 (in silico). Parameter uji pada penelitian ini yaitu rendemen, protein, pH, viskositas, komposisi total asam amino, berat molekul (BM), dan gugus fungsi kolagen, serta aktivitas inhibitor COX-2 secara in vitro, derajat hidrolisis (DH) kolagen, konsentrasi peptida, pola dan klasifikasi penghambatan peptida inhibitor COX-2, sequence peptida, molecular docking, prediksi toksisitas dan bioaktivitas lain peptida. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ekstraksi kolagen selama 72 jam memiliki nilai rendemen sebesar 3,55±0,20?n aktivitas inhibitor COX-2 sebesar 41,12±0,58%. Kolagen cacing sipou memiliki karakteristik umum kolagen, terlihat pada nilai kadar protein kolagen sebesar 85,58±0,1%, pH kolagen sebesar 3,61, viskositas kolagen sebesar 8-9 cP, komposisi asam amino hidrofobik kolagen sebesar 23,58?n bermuatan positif sebesar 16,23%, BM kolagen rantai ? 123 kDa dan rantai ? 280 kDa, serta analisis gugus fungsi memperlihatkan adanya struktur triple helix kolagen pada bilangan gelombang 1239 cm?¹. Hidrolisis in vitro memperlihatkan DH sebesar 84,03%, konsentrasi peptida sebesar 1,12 mg/mL dan menghasilkan fraksi peptida <1>inhibitor COX-2 tertinggi sebesar 89,05%. Peptida bioaktif cacing sipou memiliki pola penghambatan kompetitif dan klasifikasi peptida substrate type. Identifikasi sequence peptida fraksi <1>Molecular docking memperlihatkan interaksi terjadi pada sisi aktif enzim COX-2 melalui interaksi hidrofobik, ikatan hidrogen, interaksi van der Waals dan interaksi elektrostatik. Hasil prediksi toksisitas menunjukkan bahwa semua peptida cacing sipou bersifat non toksik dan memiliki potensi bioaktivitas lain, seperti ACE, DPP-IV dan a-glucosidase inhibitor secara in silico.

The prevalence of inflammatory diseases continues to rise, affecting up to 20% of the global population. Anti-inflammatory drugs still pose risks of side effects, whereas collagen contains hydrophobic and positively charged amino acids that can inhibit inflammatory mediators. Peanut worm (Siphonosoma australe) collagen has the potential to be utilized as a natural alternative anti-inflammatory source. However, the extraction of collagen and enzymatic hydrolysis to produce bioactive peptides from peanut worm as cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitors has not been reported. This study aims to: (1) investigate the effect of acetic acid extraction time on yield, anti-inflammatory activity, and the characteristics of peanut worm collagen; (2) investigate the effect of digestion time and molecular weight (MW) of collagen hydrolysate derived from the peanut worm through in vitro digestion simulation on its anti-inflammatory activity; (3) characterize peanut worm peptides and analyze peptide-inhibitor interactions with the COX-2 enzyme. The novelty of this research lies in providing comprehensive information on the bioactive anti-inflammatory peptide profile (COX-2 inhibitors) from peanut worms. This study consists of three stages: (1) extraction of peanut worm collagen; (2) in vitro digestion simulation using pepsin-pancreatin enzymes followed by fractionation; and (3) characterization and identification of bioactive peptide sequences, along with the evaluation of peptide-enzyme COX-2 interactions (in silico). The parameters assessed in this study include yield, protein content, pH, viscosity, total amino acid composition, molecular weight (MW), collagen functional groups, in vitro COX-2 inhibition activity, degree of hydrolysis (DH), peptide concentration, COX-2 inhibitor peptide patterns and classification, peptide sequences, molecular docking, and predictions of peptide toxicity and bioactivity. The results indicate that collagen extraction for 72 h yielded 3.55±0.20% with a COX-2 inhibition activity of 41.12±0.58%. Peanut worm collagen exhibits typical collagen characteristics, with a protein content of 85.58±0.1%, pH of 3.61, viscosity of 8–9 cP, hydrophobic amino acid composition of 23.58%, and positively charged amino acids at 16.23%. The MW of ? and ?-chain collagen are 123 and 280 kDa, with functional group analysis confirming a triple-helix collagen structure at a wavenumber of 1239 cm?¹. In vitro hydrolysis resulted in a DH of 84.03%, a peptide concentration of 1.12 mg/mL, and the production of peptide fractions <1>in silico.

Kata Kunci : Cacing sipou, inhibitor COX-2, in-silico, kolagen, sequence peptida, simulasi pencernaan in vitro