3. Latar Belakang
• AIDS telah menjadi ancaman besar dengna lebih dari 33.4 juta orang terinfeksi di dunia, selama 30
tahun terakhir
• HIV yang menyebabkan AIDS telah terbukti sebagai mikro organisme yang sangat tahan terhadap
pengobatan konventional yang ada
• Salah satu hambatan yang muncul dalam pengobatan HIV selama ini adalah dihasilkanya virus
yang resistance terhadap obat
• Target utama dari inhibisi HIV yaitu dua enzyme yang mengontrol reverse transkripsi Viral RNA dan
partisi Gag-Pol polypeptide yang menghasilkan Viral protein (HIV 1 PR)
• Gag-Pol polypeptide merupakan RV protease yang simetris, homodimeric dan aspatic yang
mendung dua rantai polypeptide yang identik dengan asam amino 99 di setiap rantai tersebut.
• Sisi aktif protease terdiri dari catalytic triad, dalam setiap rantai dimer dengan urutan asam amino
Asp-Thr-Gly dalam possi 25, 26, 27 (sebagai rantai A) dan 25’, 26’ 27’ sebagai rantai B.
• Sisi aktif protease diselubungi dua glycine-rich B-hairpin (flaps) yang diimplikasikan dalam
memperbesar masuknya ligan kedalam rongga pengikatan.
4. • Inhibisi protease memproduksi virus yang tidak matang yang oleh karna itu muatan viral dalam pasien
menurun
• C60 fullerene dapat berinteraksi dengan HIV 1 –PR cysteine dan seirine protease, tubulin, dan
acetylcholinesterase dan juga tergabung dengan dengan baik kedalam celah HIV 1 – PR dan interaksi yang
mungkin dengan residu protein
5. Tinjauan Pustaka
Fullerene
• Inti fullerene hidrifobik membuatnya hamper tidak mungkin berinteraksi dengan pelarut polar
seperti air
• Side chain yang didesai dnegna tepat pad afullerene meningkatkan solubilitas dalam pelarut
polar dan juga meningkatkan interaksi diantara senyawa dna makro molekul biologi seperti HIV
1 –PR
• Menggunakan gugus kationik seperti gugus garam ammonium sangat meningkatkan solubilitas
fullerene di dalam pelarut polar
• Pemahaman yang mendalam dari interaksi antara HIP PR dan inhibitor mungkin memfasilitasi
desain obat yang lebih potensial
• Terdapat dua desain inhibitor berbasis fullerene yang sangat menjanjikan untuk HIV 1 PR
• Pertama adalah CoMSIA model
• Menggunakan fragmen obat yang dimodifikasi sebagai side chain pada inti fullerene
• MenggunakanDocking seperti 3D QSAR models, all atom unrestrained MD, and MM- PBSA method.
• Fullerene yang berikatan zavinavir dianalisis aktivitas farmakologinya dengan menggukaan sifat-sifat ADMET
6. TUjuan
• Mendesain inhibitor berbasis fullerene utntuk HIV 1 PR
• Memilih turunan fullerene yang spesifik dan menganalisis mode pengikatan dengan HIV 1 fullerene untuk
itu ada 3 parameter yang di investigasi
• Pola ikatan hydrogen antara ligan dengan HIV 1 PR
• Daerah HIV 1 PR yang penting dalam pengikatan
• Hal hal yang palin gberpengaruh pada energy bebeas pengikatan
7. Metode
• Methode optimasi geometri dan simulasi docking molecular yang menggunakan
ARGUSLab Sofware untuk mendsesain dan optimasi awal senyawa, optimasi geometri dilakukan dengan
unified force field
Untuk simulasi docking, simulasi grade diatus pada 0.4 angstrom dengan ukuran populasi 50, selama
simulasi protease dijaga rigid, sementara ligan fleksible
Sisi active secara langsung ditentukan dengan memilih residu Asp 25/25’, Thr 26/26’, Gly 27/27’
Ligan dibiarkan bergerak secara bebas didalam sisi aktif rongga yang mana dipusatkan pada kotak 20x20
angstrom
Elitism untuk kalkulasi diatur sampai 5
Laju mutase dan cross over untuk simulasi docking diatur pada 0.2 dan 0.8 secara berturut-turut.
Sementara kriteria konvergensi diatur pada 1 kcl/mol.
8. Pharmacophore modelling
• CoMFA digunakan untuk membuat 3D QSAR, yang mengguankan 51 turunan sebagai training set dan
energy pengikatan yang terkalkulasi
• Dari 51 sengya training set, 46 turunan yang telah disistesis dan 5 senyawa telah di desain secara
komputasi dengan tujuan memaksimalkan afinitas pengikatan terhadap HIV 1 PR
• Pemilihan side chain didasarkan pada sifat gugus seperti aromatic rings dan hidrogend bound donors
atau hydrogen acceptor Kemudian energy pengikatan yang terkalkulasi dikonversi manjadi afinitas
pengikatan menggunakan rumus delta G = -RTlnKi setelah asumsi bahwa nilai Ki sama dengan EC50.
cutof point untuk pengaruh steric dan electrostatic diatur pada 30 kcl/mol
• CoMFA QSAR hanya menghiting factor steric dan electrostatic sementara CoMSIA mempertimbangkan
ikatan hydrogen dan interaksi hidrofobik. Model tersebut dibentuk menggukan Tripos ComFA/ CoMSIA
module of SYBLY 8.0
9. Simulasi dinamik molekuler dalam air
• Simulasi ini dilakukan menggunakan module SANDER dalam AMBER 9
• Resolusi HIV struktur Kristal HIV 1 PR didapatkan dari PDB code 1 AID
• Molekul air Kristal dan ligan (THK inhibitor) dihilangkan sebelum penambahan atom hydrogen yang hilang
emnggunakan tLEaP dalam AMBER
• Karna secara umum diketahui bahwa sisi aktif yang tidak terprotonasi bukan pengikatan efektif sehingga
kemungkinan sisi aktif mono protonasi atau diprotonasi dipertimbangkan
• Dalam percobaan ini sisi aktif mono protonasi adalah Asp 25
• Force field digunakan untuk mendapatkan muatan partial atomic dan parameter untuk protease
• Struktur fullerene dikonstruksi dengna Ante Chamber module (menggunakan GAFF force field dengan
muatan partial atomic AM-1BCC
• Kelarutan dilakukan menggunakan tLEaP setelah netralisasi system
• setiap kompleks disolvasi menggunakan model air TIP3P dan truncated octahedral periodic diaplikasikan
dengan jarak cutoff 8 Angstrom
• Interaksi elektrostatik dikalkulasi menggunakan metode (PME)
• Alogaritma SHAKE digunakan untuk membatasi panjang semua ikatan yang melibatkan atom hidrogenpada
jarak equilibrium.
10. • MD simulasi selanjutnya diinisiasi menggunakan Langevin Dynamic temprature
