Desain In Silico Inhibitor Alfa-Amilase Berbasis Peptida dari Kedelai (Glycine max) serta Uji Aktivitas In Vitronya

Safira Azzahra Rizwandi, Prof. Tri Joko Raharjo, S.Si., M.Si., Ph.D.; Respati Tri Swasono, S.Si., M.Phil., Ph.D.

2025 | Skripsi | KIMIA

Inhibisi ?-amilase merupakan salah satu pendekatan penanganan diabetes melitus tipe 2. Peptida “SWLRL” dari protein kedelai memiliki aktivitas antidiabetes, tetapi aktivitas inhibisinya lemah sehingga diperlukan modifikasi untuk meningkatkan aktivitasnya. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain dan memodifikasi peptida bioaktif dari kedelai, yaitu peptida “SWLRL”, secara in silico untuk meningkatkan aktivitas inhibisi terhadap ?-amilase serta menguji aktivitas dan kinetika inhibisinya secara in vitro.

Analisis interaksi antara peptida “SWLRL” dengan ?-amilase dilakukan menggunakan peladen Pepsite2 dan HADDOCK 2.4 secara in silico. Peptida “SWLRL” dioptimasi dan dimodifikasi agar menghasilkan peptida baru dengan interaksi molekuler yang lebih kuat terhadap ?-amilase secara in silico. Peptida “SWLRL” dan peptida modifikasi disintesis dan diuji aktivitas dan kinetikanya secara in vitro dengan spektrofotometer UV-Vis.

Peptida “SWLRL” dimodifikasi secara in silico dengan penambahan asam amino polar basa menjadi peptida “SWKRK” dan terbukti menghasilkan interaksi molekuler yang lebih baik. Peptida modifikasi mengalami peningkatan jumlah ikatan hidrogen dengan jumlah 9 ikatan hidrogen dibanding peptida asal yang hanya memiliki 3 ikatan hidrogen pada sisi aktif protein ?-amilase. Peptida modifikasi “SWKRK” memiliki aktivitas yang lebih baik dengan nilai IC50 sebesar 18,67 ± 0,15 ?M dibandingkan dengan peptida asal dengan nilai IC50 sebesar 22,19 ± 0,25 ?M. Tipe inhibisi peptida “SWKRK” adalah campuran yang dibuktikan dengan perubahan nilai Vmaks dan Km serta perpotongan garis di kuadran 3 pada plot Lineweaver-Burk. Nilai Vmaks pada sistem tanpa dan dengan peptida inhibitor secara berturut-turut adalah 454,55 dan 72,993 ?g mL-1 min-1, sedangkan nilai Km pada sistem tanpa dan dengan peptida inhibitor secara berturut-turut adalah 7865,9 dan 1507,9 ?g mL-1.

Inhibition of ?-amylase is one of the therapeutic approaches for managing type 2 diabetes mellitus. The soybean-derived peptide "SWLRL" exhibits antidiabetic activity; however, its inhibitory activity is relatively weak, necessitating modification to enhance its efficacy. This study aims to design and modify the soybean-derived bioactive peptide "SWLRL" in silico to improve its inhibitory activity against ?-amylase, followed by in vitro evaluation of its inhibitory activity and kinetics.

The interaction between the "SWLRL" peptide and ?-amylase was analyzed in silico using the Pepsite2 and HADDOCK 2.4 docking platforms. The "SWLRL" peptide was optimized and modified to generate a new peptide with stronger molecular interactions with ?-amylase. Both the original and modified peptides were synthesized and subjected to in vitro testing of their inhibitory activity and kinetics using UV-Vis spectrophotometry.

The "SWLRL" peptide was modified in silico by adding basic polar amino acids to generate the modified peptide "SWKRK", which demonstrated improved molecular interaction. The modified peptide formed a greater number of hydrogen bonds—nine compared to only three in the original peptide—at the active site of the ?-amylase enzyme. The modified peptide "SWKRK" exhibited superior inhibitory activity with an IC?? value of 18.67 ± 0.15 ?M, compared to the original peptide’s IC?? value of 22.19 ± 0.25 ?M. The inhibition type of the "SWKRK" peptide was classified as mixed inhibition, as evidenced by changes in Vmax and Km values and the intersection of lines in the third quadrant of the Lineweaver-Burk plot. The Vmax values for the system without and with the peptide inhibitor were 454.55 and 72.993 ?g mL?¹ min?¹, respectively, while the Km values were 7865.9 and 1507.9 ?g mL?¹, respectively.

Kata Kunci : amilase, diabetes melitus, kedelai, peptida bioaktif