IDENTIFIKASI PROTEASE UTAMA (Mpro) SEBAGAI MAKROMOLEKUL TARGET DALAM PENGEMBANGAN KANDIDAT INHIBITOR NOVEL CORONAVIRUS 2019 (SARS-CoV-2) SECARA IN SILICO

Taufik Muhammad Fakih; Mentari Luthfika Dewi

doi:10.29313/jiff.v3i2.5913

IDENTIFIKASI PROTEASE UTAMA (Mpro) SEBAGAI MAKROMOLEKUL TARGET DALAM PENGEMBANGAN KANDIDAT INHIBITOR NOVEL CORONAVIRUS 2019 (SARS-CoV-2) SECARA IN SILICO

Taufik Muhammad Fakih, Mentari Luthfika Dewi

Abstract

Protease utama (Mpro) merupakan bagian utama pembentuk karakteristik coronavirus (SARS-CoV dan SARS-CoV-2). Kemajuan teknologi telah membuka peluang untuk menemukan kandidat senyawa inhibitor baru yang mampu mencegah dan mengendalikan infeksi COVID-19 melalui penghambatan Mpro SARS-CoV-2. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi, mengevaluasi, dan mengeksplorasi struktur makromolekul Mpro dari kedua coronavirus tersebut secara in silico. Makromolekul Mpro terlebih dahulu dilakukan preparasi dengan menggunakan perangkat lunak BIOVIA Discovery Studio 2020. Konformasi tiga dimensi dan sekuensing dari struktur makromolekul yang telah dipreparasi kemudian diamati dan dibandingkan dengan menggunakan perangkat lunak Chimera 1.14 dan Notepad ++. Bagian sisi aktif dari makromolekul Mpro kemudian diidentifikasi dengan menggunakan perangkat lunak BIOVIA Discovery Studio 2020. Prediksi molekul inhibitor makromolekul Mpro dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak MGLTools 1.5.6 yang dilengkapi dengan AutoDock 4.2. Berdasarkan hasil identifikasi terhadap makromolekul Mpro diperoleh hasil bahwa terdapat kemiripan struktur dan situs aktif pengikatan dari kedua makromolekul tersebut. Diprediksi bentuk molekul inhibitor dari kedua makromolekul Mpro juga identik. Dengan demikian, beberapa referensi tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam pengembangan kandidat inhibitor kompetitif Mpro SARS-CoV-2 untuk pengobatan penyakit infeksi COVID-19.

Keywords

Protease utama (Mpro), SARS-CoV, SARS-CoV-2, COVID-19, in silico.

Full Text:

PDF (Bahasa Indonesia)

References

Da Costa KS, Galucio JM, Da Costa CHS, Santana AR, Carvalho VDS, dan Do Nascimento LD., 2019. Exploring the Potentiality of Natural Products from Essential Oils as Inhibitors of Odorant-Binding Proteins: A Structure- and Ligand-Based Virtual Screening Approach To Find Novel Mosquito Repellents, ACS Omega, 4(27): 22475 – 22486.

Forli S, Huey R, Pique ME, Sanner M, Goodsell DS, dan Olson AJ., 2016. Computational protein-ligand docking and virtual drug screening with the AutoDock suite, Nature Protocols, 11(5):905 – 919.

Heymann DL., 2020. Data sharing and outbreaks: Best practice exemplified, Lancet, 395(10223):469 – 470.

Hoffmann M, Kleine-Weber H, Kruger N, Muller M, Drosten C, dan Pohlmann S., 2020. The novel coronavirus 2019 (2019-nCoV) uses the SARS-coronavirus receptor ACE2 and the cellular protease TMPRSS2 for entry into target cells.

Huang C, Wang Y, Li X, Ren L, Zhao J, Hu Y, dkk., 2020. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China, Lancet, 395(10223):497 – 506.

Jin Z, Du X, Xu Y, Deng Y, Liu M, Zhao Y, dkk., 2020. Structure of Mpro from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors.

Kemmish H, Fasnacht M, dan Yan L., 2017. Fully automated antibody structure prediction using BIOVIA tools: Validation study. PLoS One, 12(5):e0177923.

Kurniawan F, Miura Y, Kartasasmita RE, Yoshioka N, Mutalib A, dan Tjahjono DH., 2018. In silico study, synthesis, and cytotoxic activities of porphyrin derivatives, Pharmaceuticals, 11(1):8.

Letko M, dan Munster V., 2020. Functional assessment of cell entry and receptor usage for lineage B β-coronaviruses, including 2019-nCoV. Nature Microbiology, 5:562 – 569.

Liu X, dan Wang XJ., 2020. Potential inhibitors for 2019-nCoV coronavirus M protease from clinically approved medicines, Journal of Genetics and Genomics, 47(2):119 – 121.

Lu R, Zhao X, Li J, Niu P, Yang B, Wu H, dkk., 2020. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: Implications for virus origins and receptor binding. Lancet, 395(10224):565 – 574.

Meng EC, Pettersen EF, Couch GS, Huang CC, dan Ferrin TE., 2006. Tools for Integrated Sequence-Structure Analysis With UCSF Chimera, BMC Bioinformatics, 7:339.

Walls AC, Park YJ, Tortorici MA, Wall A, McGuire AT, dan Veesler D., 2020. Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein. Cell, 180:1 – 12.

Wang C, Horby PW, Hayden FG, dan Gao GF., 2020. A novel coronavirus outbreak of global health concern, Lancet, 395(10223):470 – 473.

Yang H, Yang M, Ding Y, Liu Y, Lou Z, Zhou Z, dkk., 2003. The crystal structures of severe acute respiratory syndrome virus main protease and its complex with an inhibitor, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 100(23):13190 – 13195

Zhou P, Yang XL, Wang XG, Hu B, Zhang L, Zhang W, dkk., 2020. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579(7798):270 – 273.

DOI: https://doi.org/10.29313/jiff.v3i2.5913