SINTESIS, UJI SITOTOKSISITAS, DAN NETWORK PHARMACOLOGY UNTUK STUDI PENAMBATAN MOLEKUL SENYAWA TURUNAN EPOKSIDA KALKON BERBASIS 2-ASETILTIOFENA SEBAGAI AGEN ANTIKANKER

Hermawan Dwi Hartanto, Prof. Drs. Jumina, Ph.D.

2026 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Sintesis senyawa turunan epoksida kalkon berbasis 2-asetiltiofena, uji aktivitasnya terhadap sel kanker, dan network pharmacology untuk studi penambatan molekul telah dilakukan. Senyawa turunan kalkon K1-K7 disintesis melalui reaksi kondensasi Claisen-Schmidt antara 2-asetiltiofena dengan 7 variasi benzaldehida dalam pelarut metanol dan katalis NaOH 30% (b/v) dengan metode sonikasi. Senyawa turunan epoksida kalkon E1–E7 diperoleh melalui epoksidasi senyawa kalkon dengan H2O2 dengan katalis basa NaOH 30?ngan metode pengadukan selama 2–3 jam. Produk sintesis kemudian dielusidasi strukturnya dengan instrumen ATR-IR, KLT-scanner, GC-MS, 1H- dan 13C-NMR. Uji aktivitas antikanker dari senyawa turunan epoksida kalkon dilakukan secara in vitro terhadap lini sel kanker payudara (T47D), kolon (WiDr), serviks (HeLa), dan sel normal (Vero). Kandidat senyawa dengan aktivitas sitotoksik tertinggi dianalisis melalui kajian bioinformatika dan studi penambatan molekul untuk mengetahui energi pengikatan dan mekanisme kerjanya.
Sintesis senyawa turunan kalkon menghasilkan padatan K1-K7 dengan persen hasil sebesar 79,0-90,8?n padatan epoksida kalkon E1-E7 dengan persen hasil 56,5-94,2%. Hasil pengujian aktivitas antikanker secara in vitro, senyawa epoksida kalkon E6, E3, dan E4 dengan gugus 3,4-dimetoksi, 4-kloro, dan 4-bromo merupakan kandidat paling potensial dengan nilai IC50 sebesar 5,60; 4,80; dan 2,22 ?g/mL serta indeks selektivitas sebesar 13,41; 84,48; dan 25,31 terhadap sel kanker HeLa, T47D, dan WiDr. Berdasarkan kajian bioinformatika dan kimia komputasi, mekanisme aksi epoksida E6 sebagai agen antikanker terhadap sel kanker HeLa diprediksikan melalui penghambatan fungsi protein PTGS2 pada situs alosterik dengan energi ikatan sebesar -7,7 kkal/mol. Mekanisme aksi epoksida E3 dan E4 sebagai agen antikanker terhadap sel kanker T47D dan WiDr diprediksikan melalui penghambatan kompetitif protein AKT1 dan KDR, dengan energi ikatan berturut-turut -7,7 dan -7,8 kkal/mol. Adanya interaksi senyawa E4 dengan protein reseptor KDR seperti Lys866, Glu883, Val914, Cys917, Asp1044, dan Phe1045 menunjukkan bahwa senyawa tersebut berpotensi untuk menghambat situs pengikatan ATP. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa turunan senyawa epoksida kalkon  merupakan kandidat obat antikanker yang memiliki potensi untuk dikembangkan lebih lanjut di masa depan.

A series of 2-acetylthiophene-based chalcone epoxide, their activity assay against cancer cells, and network pharmacology studies for molecular docking have been conducted. The chalcone derivatives K1-K7 were synthesized via Claisen-Schmidt condensation between 2-acetylthiophenes and seven benzaldehyde derivatives in methanol, using 30% (w/v) NaOH as the catalyst under sonication. The chalcone epoxide derivatives E1-E7 were obtained by epoxidation of the corresponding chalcones using H2O2 and 30% NaOH as a base catalyst, with stirring for 2-3 h. The synthesized products were analyzed using ATR-IR, KLT-scanner, GC-MS, 1H-, and 13C-NMR instruments. The anticancer activity of the chalcone epoxide derivatives against breast (T47D), colon (WiDr), cervical (HeLa), and normal (Vero) cancer cell lines was evaluated by MTT assay. The best candidate compounds were analyzed through bioinformatics and molecular docking studies to determine their binding energy and mechanism of action.
The synthesis of chalcone derivatives afforded K1-K7 as solid products in 79.0-90.8% yield, while the corresponding chalcone epoxides E1-E7 were obtained as solid compounds in 56.5-94.2% yield. In the in vitro anticancer assay, chalcone epoxide derivatives E6, E3, and E4, bearing 3,4-dimethoxy, 4-chloro, and 4-bromo substituents, respectively, emerged as the most promising candidates, exhibiting IC50 values of 5.60, 4.80, and 2.22 ?g/mL and corresponding selectivity indices of 13.41, 84.48, and 25.31 against HeLa, T47D, and WiDr cells, respectively. Based on bioinformatics and computational chemistry studies, the mechanism of action of epoxide E6 against HeLa cancer cells is predicted through the inhibition of PTGS2 protein at the allosteric site with a binding energy of -7.7 kcal/mol. The mechanism of action of epoxides E3 and E4 against T47D and WiDr cancer cells is predicted through competitive inhibition of the AKT1 and KDR proteins, with binding energies of -7.7 and -7.8 kcal/mol, respectively. The interaction of compound E4 with KDR protein receptors, such as Lys866, Glu883, Val914, Cys917, Asp1044, and Phe1045 indicates that this compound has the potential to inhibit the ATP binding site. The results of this study indicate that chalcone epoxide derivatives are anticancer drug candidates with the potential for further development in the future.

Kata Kunci : 2-asetiltiofena, antikanker, bioinformatika, epoksida kalkon, penambatan molekul.