STUDI MOLEKUL ODORANT
DARI TURUNAN ESTER ASETAT
BERDASARKAN KAJIAN IN
SILICO DAN IN VITRO
Febriyana Rizky Hapsari, Edi Priyo Utomo*, Siti Mariyah Ulfa
Febriyana Rizky Hapsari, Edi Priyo Utomo*, Siti Mariyah Ulfa
™Hubungan Struktur dan Bau (HSB) suatu molekul telah dipelajari berdasarkan interaksinya dengan reseptor
olfaktori tikus (Rattus norvegicus). Penelitian ini dilakukan melalui pendekatan pemodelan (in silico) dan sintesis
kandidat molekul beraroma dari molekul patchouli asetat (in vitro). Reseptor yang digunakan adalah protein olfaktori tikus yang diunduh dari Protein Data
Bank dengan kode akses 3FIQ. Struktur molekul tiga dimensi odorant dari kelompok senyawa ester asetat rantai lurus, siklis, dan bisiklis diunduh dari National
Center for Biotechnology Information. Struktur molekul ligan dioptimasi dengan perangkat lunak Hyperchem hingga diperoleh struktur molekul stabil. Setiap ligan didocking pada reseptor olfaktori untuk membentuk kompleks reseptor – ligan menggunakan AutoDock Tools – 1.5.4. Percobaan in vitro dilakukan dengan mensintesis patchouli asetat dari patchouli alkohol, asam asetat anhidrat, dan asam sulfat pekat sebagai katalis.
Kata kunci : Ester asetat, Hubungan Struktur dan Bau, in silico, in vitro
PENDAHULUAN
Tanaman nilam (Pogostemon cablin Benth) menghasilkan minyak atsiri yang mengandung patchouli alkohol sebesar 44,5% yang digunakan sebagai bahan pengikat (fiksatif) pada industri parfum. Berdasarkan hasil penelitian, minyak nilam dapat memberikan berbagai macam pengaromaan yang dideskripsikan sebagai aroma woody, earthy, dan sweet. Teori bentuk molekul beraroma (odotope) menyatakan bahwa ukuran, bentuk, dan kelompok fungsional senyawa odorant menentukan aktivitas reseptor penciuman, sehingga akan menghasilkan karakter bau tertentu. Setiap reseptor mengenali berbagai odorant dan setiap odorant dapat terikat pada lebih dari satu reseptor untuk membangkitkan pola aktivasi spesifik pada setiap bau yang berbeda.
METODA PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan dan Alat
Peralatan yang digunakan adalah perangkat keras berupa Notebook dengan spesifikasi processor Intel(R) Core(TM) i3-2310M 2.10 GHz dengan RAM 2.00 GB, eksternal hardisk 1 TB, perangkat lunak yang meliputi HyperChem, AutoDock 4, Discovery
Studio Visualizer 3.5, dan AutoDock Vina.
Peralatan sintesis meliputi seperangkat alat refluks, corong pisah, erlenmeyer, gelas kimia, spatula, neraca analitik, pipet ukur 10 ml, pipet tetes, bola hisap, botol semprot, botol sampel, dan seperangkat alat GCMS merek Shimadzu QP 2010.
Bahan-bahan yang digunakan adalah struktur molekul ligan beraroma dari turunan ester asetat (CH3-C-O-OR’). R’ adalah alkil rantai lurus, siklis, dan bisiklis dengan atom C2 – C15 diunduh dari NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov), reseptor olfaktori dari tikus (Rattus norvegicus) yang diunduh dari PDB
(www.pdb.org), sedangkan standarisasi aroma diunduh dari
www.thegoodscentscompany.com. Bahan-bahan sintesis meliputi patcohuli alkohol, larutan asam asetat anhidrat, asam asetat glasial, asam sulfat pekat, larutan NaHCO3 jenuh, dan akuades.
™Prosedur
Pemodelan
Interaksi Aroma dengan Olfaktori secara In Silico
Pemodelan Struktur 3D Ligan
Pemodelan struktur 3D ligan dilakukan dengan mengoptimasi ligan yang menghasilkan energi bebas paling rendah, momen dipole, serta memberikan informasi log P. Log P menyatakan distribusi ligan dalam fasa n-oktanol dan air. Fasa n-oktanol analog dengan fasa lemak yang ada dalam sel reseptor. Odorant ester asetat dengan log P semakin besar akan menghasilkan bau yang semakin enak. Turunan ester asetat dengan jumlah atom C semakin besar menunjukkan penurunan harga Ki.
Docking Ligan pada Makromolekul
Proses docking menghasilkan beberapa macam mode konformasi ligan dengan reseptor dan dipilih satu mode konformasi yang paling stabil dengan ditunjukkan harga Ki yang paling rendah.
Validasi Docking Ligan pada Makromolekul
Docking menggunakan AutoDock Vina menghasilkan ∆G pengikatan dari reseptor olfaktori tikus dengan ligan asam asetat, etil asetat, β-eudesmol, β-eudesmol asetat, patchouli alkohol, dan patchouli asetat masing-masing adalah -2,6 kkal/mol, -3,6 kkal/mol, -8,3 kkal/mol, -5,8 kkal/mol, -8,1 kkal/mol, dan -9,4 kkal/mol.
KESIMPULAN
1.Interaksi odorant senyawa turunan ester asetat dengan sisi aktif residu olfaktori tikus (Rattus novergicus) ditunjukkan dengan adanya konformasi antara ligan – reseptor dengan interaksi van der Walls
dan interaksi elektrostatik
2.Berdasarkan kajian in silico, semakin besar jumlah atom C maka harga Ki akan semakin kecil dan akan menghasilkan bau yang semakin enak.
3.Analisis statistika uji t menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan hasil yang signifikan antara docking menggunakan AutoDock
4.Senyawa patchouli asetat hasil sintesis memberikan aroma soft woody dan sineol.
5.Hasil sintesis berdasarkan kajian in silico dan in vitro memberikan deskripsi aroma yang sama, yaitu soft woody dengan kecenderungan aroma sineol (eucalyptus).
DAFTAR PUSTAKA
1.Sufriadi, E., 2004, Strategi Pengembangan Menyeluruh terhadap Minyak Nilam (Patchouli Oil) di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam, Perkembangan Teknologi TRO, 16, 2
2. Guenther, E., 1987, Minyak Atsiri Jilid 1, diterjemahkan oleh: S. Ketaren, Universitas Indonesia, Jakarta
3. Haffecden, Yaylayan, Fortin, 2001, The Lock and Key Theory of Olfaction, Food Chemistry, 73,67
4. Turin, L., dan Yoshii, F., 1996, Structure – Odor Relations : A
Modern Perspective, Department of Physiology, UK
5. Zarzo, M., dan Stanton, D.T., 2006, Identification of Latent
Variables in a Semantic Odor Profile Database Using Principal Component
Analysis, Corporate Research, Modeling, and Simulations
Department, USA
6. Zozulya, S., Echeverri, F., dan Nguyen, T., 2001, The Human Olfactory Receptor
Repertoire, Genome Biology, USA
7. Hulme, Edwadr C., dan Trevethick, Mike A., 2010, Ligand Binding Assays At A
Equilibrium, Validation and Interpretation British Journal of Pharmacology
8. Vincent, F., Ramoni, R., dkk, 2004, Crystal Structures of Bovine Odorant-Binding
Protein in Complex With Odorant Molecules, Journal Biochemistry, 271, 3832
9.http://kimia.studentjournal.ub.ac.id/index.php/jikub/article/view/420/160
™
™
™
