Repost UNAIR NEWS
Diabetes tipe 2 adalah gangguan metabolik kronis yang ditandai dengan ketidakmampuan tubuh untuk menggunakan insulin secara efektif, menyebabkan tingginya kadar glukosa dalam darah. Kondisi ini merupakan tantangan kesehatan global yang mempengaruhi jutaan orang di seluruh dunia dengan angka prevalensi yang terus meningkat setiap tahunnya. Selain meningkatkan risiko komplikasi serius seperti penyakit jantung, kerusakan saraf, gangguan ginjal, dan gangguan penglihatan, diabetes tipe 2 juga mengakibatkan beban ekonomi dan sosial yang signifikan. Salah satu pendekatan dalam mengelola diabetes tipe 2 adalah dengan menghambat enzim α-glucosidase, yang berperan dalam pemecahan karbohidrat di usus kecil menjadi glukosa yang diserap ke dalam aliran darah. Dengan menghambat aktivitas α-glucosidase, lonjakan kadar glukosa darah setelah makan dapat dikurangi, menjaga kadar glukosa darah dalam batas aman, dan membantu mencegah komplikasi lebih lanjut.
Rhinacanthus nasutus, tanaman tropis dari keluarga Acanthaceae, telah dikenal memiliki berbagai manfaat farmakologis seperti sifat antioksidan dan antidiabetik. Meskipun demikian, studi mengenai aktivitas penghambatan α-glucosidase oleh senyawa aktif dalam tanaman ini masih terbatas, khususnya dalam pemahaman mengenai mekanisme interaksinya pada tingkat molekuler. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi potensi senyawa aktif dari Rhinacanthus nasutus, terutama senyawa 3 dan 4, sebagai inhibitor α-glucosidase melalui pendekatan kinetika enzim, penambatan molekuler, simulasi dinamika molekuler, dan perhitungan mekanika kuantum DFT. Studi ini diharapkan tidak hanya memperluas literatur tentang Rhinacanthus nasutus, tetapi juga mendukung pengembangan terapi diabetes yang lebih aman dan efektif.
Analisis kinetika enzim menunjukkan bahwa senyawa 3 dan 4 bertindak sebagai inhibitor kompetitif terhadap α-glucosidase, yang ditunjukkan melalui peningkatan nilai Km tanpa perubahan Vmax dalam plot Lineweaver-Burk. Hal ini menandakan bahwa penghambatan terjadi melalui kompetisi di situs aktif enzim, dengan konstanta inhibisi (Ki) masing-masing sebesar 35,0 dan 35,1 μM, yang menunjukkan kemampuan penghambatan yang cukup kuat. Hasil ini didukung oleh temuan dari molecular docking, yang menunjukkan interaksi kuat antara senyawa 3 dan 4 pada situs aktif α-glucosidase, dengan energi ikatan sebesar −9,7 dan −9,1 kcal/mol. Senyawa 3 memiliki afinitas pengikatan lebih tinggi dengan membentuk ikatan hidrogen pada residu penting seperti Asp68, Asn241, His279, dan Arg439, sedangkan senyawa 4 berinteraksi dengan residu Arg312. Keberadaan ikatan hidrogen ini menandakan bahwa senyawa 3 lebih stabil dibandingkan senyawa 4 dalam menjaga ikatan pada situs aktif. Kestabilan interaksi ini kemudian dikonfirmasi melalui simulasi dinamika molekuler selama 200 ns, yang menunjukkan fluktuasi RMSD di bawah 0,4 nm, menunjukkan kompleks stabil antara enzim dan senyawa penghambat, terutama pada wilayah loop domain B dan penutup situs aktif yang menjaga interaksi non-kovalen secara konsisten. Analisis lebih lanjut menggunakan perhitungan DFT menunjukkan bahwa senyawa 4 memiliki jarak HOMO-LUMO lebih kecil dibandingkan senyawa 3, yang mengindikasikan reaktivitas lebih tinggi namun stabilitas lebih rendah, sebagaimana ditunjukkan melalui nilai kekerasan kimia lebih rendah dan indeks elektrofilisitas lebih tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa 4 lebih reaktif dibandingkan senyawa 3, tetapi dengan stabilitas interaksi yang relatif lebih rendah.
Hasil penelitian ini memiliki relevansi terhadap Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs), khususnya SDG 3: kehidupan sehat dan sejahtera. Pengembangan terapi diabetes tipe 2 berbasis senyawa alami dari Rhinacanthus nasutus mendukung akses terhadap kesehatan yang lebih baik dan terapi yang lebih aman, sekaligus mengurangi ketergantungan pada obat-obatan sintetik yang mungkin memiliki efek samping lebih tinggi. Dengan begitu, penelitian ini juga membuka peluang untuk inovasi obat yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Penelitian ini merupakan riset kolaborasi antar universitas di ASEAN yaitu Universitas Airlangga (Indonesia), Ton Duc Thang University & Ho Chi Minh City University of Education (Vietnam) serta Chulalongkorn University (Thailand). Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengeksplorasi potensi senyawa 3 dan 4 sebagai agen terapi, seperti melalui uji toksisitas, efektivitas jangka panjang, dan studi lanjutan pada model hewan atau klinis. Langkah-langkah ini diharapkan akan mendukung pengembangan obat diabetes berbasis senyawa alami yang lebih efektif dengan efek samping minimal. Hasil penelitian ini memperkaya literatur tentang bioaktivitas senyawa alami dari Rhinacanthus nasutus, dengan membuka peluang untuk studi lanjutan yang mendukung pengembangan obat ramah lingkungan dalam mengelola diabetes tipe 2.
Referensi: Le, T. K. D., Ene, F., Duong, T. H., Mulya, F., & Chavasiri, W. (2024). Insights into the inhibitory activity and mechanism of natural compounds from Rhinacanthus nasutus on α-glucosidase through kinetic, molecular docking, and molecular dynamics studies. Journal of Molecular Structure, 140527.
