KAJIAN SENYAWA DERIVAT FLOROTANIN Ecklonia cava SEBAGAI KANDIDAT ANTI SARS-CoV-2 BERDASARKAN PENDEKATAN MOLECULAR DOCKING - Maudy Shintia, - (2020)
COVID-19 (Coronavirus Disease 2019) yang disebabkan oleh SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) telah mendorong banyak peneliti untuk melakukan eksplorasi senyawa kandidat anti-SARS-CoV-2. Senyawa derivat florotanin, terutama diekol dari makroalga coklat Ecklonia cava dilaporkan memiliki potensi sebagai anti-SARS-CoV yang secara genomik memiliki kemiripan hingga 86% dengan SARS CoV-2. Pada penelitian ini dilakukan screening potensi senyawa derivat florotanin dari Ecklonia cava sebagai kandidat anti-SARS-CoV-2, menggunakan simulasi molecular docking terhadap tiga reseptor yang berperan penting pada COVID-19, yaitu Mpro SARS-CoV-2, RBD SARS-CoV-2 dan ACE2. Tahapan penelitian yang dilakukan meliputi preparasi protein menggunakan Autodock Tools 1.5.6, validasi metode docking, optimasi dan preparasi ligan menggunakan MOPAC dan Autodock Tools 1.5.6, molecular docking menggunakan Autodock Vina 4.2, serta visualisasi sisi pengikatan dan interaksi molekuler dengan menggunakan Biovia Discovery Studio 2020. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diekol memiliki afinitas pengikatan tertinggi jika dibandingkan dengan senyawa derivat florotanin lainnya dan kandidat obat komersial. Afinitas pengikatan diekol dengan Mpro, RBD SARS-CoV-2 dan ACE2, berurut-turut sebesar 9,0 kkal/mol, 7,5 kkal/mol dan -7,9 kkal/mol. Afinitas pengikatan diekol dengan Mpro, RBD SARS-CoV-2 dan ACE2 berturut-turut 1,07; 1,17; 1,27 kali lipat lebih tinggi dibandingkan nelfinavir dan mencapai 1,50; 1,49; 1,47 kali lipat lebih tinggi dibandingkan klorokuin, serta 1,48; 1,40; 1,44 kali lipat lebih tinggi dibandingkan hidroksiklorokuin. Semua senyawa derivat florotanin dan kandidat obat komersial berinteraksi dengan Mpro dan RBD SARS-CoV-2 pada sisi pengikatan yang sama, sedangkan pada ACE2 tidak semua berikatan pada sisi yang sama. Interaksi diekol dengan ketiga reseptor tersebut melibatkan ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik dan gaya Van der Waals. Berdasarkan hasil simulasi ditunjukkan bahwa senyawa derivat florotanin, terutama diekol diprediksi memiliki potensi sebagai senyawa anti-SARS-CoV-2. Uji in vitro dan in vivo perlu dilakukan untuk mengetahui efektivitas senyawa derivat florotanin sebagai anti-SARS-CoV-2 secara empirik. COVID-19 (Coronavirus Disease 2019) which caused by SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) has been growing interests among researchers to explore functional compounds for anti-SARS-CoV-2. Phlorotannin derivatives, particularly dieckol derived from brown macroalgae Ecklonia cava has been reported to exhibit the potential as anti-SARS-CoV, which has 86% of genomic similarity with SARS-CoV-2. In this study, a molecular docking simulation was carried out to screen the potential of phlorotannin derivatives derived from Ecklonia cava as anti-SARS-CoV-2 candidates. Molecular docking simulation was performed between Phlorotannin derivatives derived from Ecklonia cava with three significant receptors of COVID-19 i.e. Mpro SARS-CoV-2, RBD SARS-CoV-2, and ACE2. Research stages include preparation of protein using Autodock Tools 1.5.6, docking methods validation, optimization and preparation of ligand using MOPAC and Autodock Tools 1.5.6, molecular docking using Autodock Vina 4.2, and visualization of the binding site and molecular interactions using Biovia Discovery Studio. The results show that dieckol has the highest binding affinity compared to either phlorotannin derivatives and commercial drug candidates. The binding affinity of dieckol with Mpro SARS-CoV-2, RBD SARS-CoV-2, and ACE2 were 9.0 kcal/mol; 7.5 kcal/mol; and -7.9 kcal/mol, respectively. The binding affinity of dieckol with Mpro, RBD SARS-CoV-2, and ACE2 were 1.07; 1.17; 1.27 times higher than nelfinavir, 1.50; 1.49; 1.47-times higher than those of the chloroquine, and 1.48; 1.40; 1.44 times higher compared to hydroxychloroquine. Phlorotannin derivatives and commercial drugs binds to the same active site of Mpro and RBD SARS-CoV-2, but on a different binding site of ACE2. Molecular interactions of dieckol with three receptors involves hydrogen bonds, hydrophobic interactions and van der Waals forces. Molecular docking simulation suggested that phlorotannin derivatives, particularly dieckol, has potential as anti-SARS-CoV-2. In vitro and in vivo study has to be conducted in order to explore the efficacy of phlorotannin derivatives as anti-SARS-CoV-2 empirically. Keywords: COVID-19, Ecklonia cava, phlorotannin, molecular docking, SARS-CoV-2.