PotensiI Kecambah Kara Kratok (Phaseolus lunatus L) Coklat dalam Menghambat Aktivitas Enzim HMG KoA Reduktase dan Uji Bioavailabilitasnya

Cahyo Budiyanto, Prof. Dr. Ir. Retno Indrati, M.Sc.

2025 | Disertasi | S3 Ilmu Pangan

Salah satu pemicu penyakit kardiovaskular adalah kadar kolesterol yang tinggi sebagai hasil aktivitas enzim HMG KoA reduktase (HMGCR) pada substrat alami HMG KoA melalui jalur mevalonat, dan senyawa statin digunakan untuk menghambat aktivitas ini meskipun berefek samping.  Protein kara kratok (Phaseolus lunatus L.) coklat mengandung asam amino hidrofobik leusin yang tinggi dan berpotensi sebagai senyawa peptida inhibitor enzim HMGCR, dan bioavailabilitasnya ditingkatkan melalui perkecambahan yang merupakan cara proses termurah dibandingkan cara lainnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk: 1) mengetahui potensi kara kratok coklat dalam bentuk biji ataupun kecambah sebagai sumber peptida inhibitor HMGCR, 2) mengetahui aktivitas peptida inhibitor HMGCR dari biji dan kecambah kara kratok coklat selama pencernaan in vitro, dan 3) mengetahui bioavailabilitas peptida inhibitor HMGCR biji ataupun kecambah kara kratok coklat. Kebaruan dari penelitian ini adalah informasi komprehensif mengenai potensi biji dan kecambah kara kratok coklat sebagai peptida bioaktif inhibitor HMGCR. Penelitian ini diawali dengan penelitian pendahuluan menggunakan metode in silico dan dilanjutkan dengan 3 tahap: 1) pengujian potensi biji dan kecambah (0, 24, 48, 72, dan 96 jam) kara kratok coklat sebagai peptida inhibitor HMGCR, 2) hidrolisis peptida menggunakan enzim pencernaan secara in vitro dilanjutkan fraksinasi, dan 3) simulasi in situ untuk menguji penyerapan peptida. Parameter uji dalam penelitian ini yaitu kadar air, kadar protein total dan terlarut, profil asam amino, derajat hidrolisis (%DH), konsentrasi peptida, distribusi berat molekul (BM), persentase penghambatan aktivitas enzim HMGCR, dan sequence peptida. Hasil penelitian menunjukkan biji dan kecambah kara kratok berpotensi sebagai peptida inhibitor HMGCR berdasarkan simulasi in silico dengan sequence peptida terbaik adalah DAE, dan juga sejalan dengan hasil laboratorium terhadap tingkat penghambatan HMG KoA reduktase sebesar 83,77% (kecambah 72 jam) lebih tinggi daripada pravastatin sebesar 58,77%, asam amino dominan adalah asam glutamat dan leusin, %DH 26,26%, BM 16,5 – 50 kDa, protein total 27,76% (bk), dan protein terlarut 5,80% (bk). Simulasi pencernaan in vitro menunjukkan waktu optimum hidrolisis adalah 210 menit pepsin-pankreatin dengan %DH 48,90%, konsentrasi peptida 2,39 mg/mL, dan menghasilkan fraksi peptida <1kDa>inhibitor HMGCR tertinggi sebesar 87,51%, dengan sekuen asam amino LSWKLTYSGLSGPATAAHFHGPAESGK pada biji dan  IYAALAAA pada kecambah 72 jam, nilai IC50 sebesar 335,1 µg/mL, serta peptida bioaktifnya memiliki pola penghambatan kompetitif. Tingkat penyerapan peptida bioaktif dari kara kratok sebesar 32,14%, dengan BM peptida tidak terserap adalah 15 – 75 kDa. Oleh karena itu, kara kratok coklat dalam bentuk biji dan kecambah berpotensi sebagai peptida inhibitor HMG KoA reduktase dengan nilai penghambatan lebih tinggi daripada pravastatin.

Cardiovascular disease is trigerred by high level of cholesterol as a result of the HMG KoA reductase (HMGCR) enzyme activity on the HMG KoA as the natural substrate via mevalonate pathway, and statin compounds are used as the inhibitor even though they have side effects. Brown kara kratok (Phaseolus lunatus L.) protein contains high hydrophobic amino acids which is leucine that have the potency as HMGCR enzyme inhibitor, and its bioavailability is increased through germination which is the cheapest process compared to other methods. The objectives of this study were to: 1) determine the potency of brown kara kratok germinated and ungerminated as a source of HMGCR inhibitor peptides, 2) determine the activity of HMGCR inhibitor peptides from brown kara kratok germinated and ungerminated during in vitro digestion, and 3) determine the bioavailability of HMGCR inhibitor peptides from brown kara kratok germinated and ungerminated. The novelty of this study is comprehensive information regarding the potency of brown kara kratok germinated and ungerminated as inhibitor peptides of HMGCR. This study began with a preliminary study using the in silico method and continued with 3 stages: 1) testing the potential of ungerminated and germinated (0, 24, 48, 72, and 96 hours) of brown kara kratok as HMGCR inhibitor peptides, 2) hydrolysis of peptides using digestive enzymes in vitro followed by fractionation, and 3) in situ simulation to test peptide absorption. The test parameters in this study were moisture content, total and dissolved protein content, amino acid profile, degree of hydrolysis (%DH), peptide concentration, molecular weight distribution (MW), percentage of HMGCR enzyme activity inhibition, and peptide sequence. The study’s results showed that ungerminated and germinated kara kratok have the potential as HMGCR inhibitor peptides based on in silico simulations with DAE as the best peptide sequence, and alligned with laboratory results on the level of HMG KoA reductase inhibition of 83.77% (72-hour germinated) higher than pravastatin at 58.77%, dominant amino acids are glutamic acid and leucine, %DH 26.26%, MW 16.5 - 50 kDa, total protein 27.76% (db), and soluble protein 5.80% (db). In vitro digestion simulation showed the optimum hydrolysis time was 210 minutes pepsin-pancreatin with %DH 48.90%, peptide concentration 2.39 mg/mL, and produced peptide fraction <1kDa>inhibitor activity of 87.51%, with amino acid sequence LSWKLTYSGLSGPATAAHFHGPA ESGK in ungerminated and IYAALAAA in 72-hour germination, IC₅₀ value 335.1 µg/mL, and its bioactive peptides had a competitive inhibition pattern. The absorption rate of bioactive peptides from kara kratok was 32.14%, with the MW of unabsorbed peptides being 15-75 kDa. Therefore, ungerminated and germintaed brown kara kratok has the potency as an HMG KoA reductase inhibitor peptide with a higher inhibition value than pravastatin.

Kata Kunci : HMG KoA reduktase, inhibitor kompetitif, kara kratok, perkecambahan