Peradangan merupakan respons biologis tubuh akibat infeksi, trauma, atau iritasi kimia, dan kondisi ini sering muncul dalam berbagai masalah kesehatan gigi dan mulut. Anti-inflamasi non-steroid (NSAID) seperti ibuprofen dan aspirin banyak digunakan untuk mengatasi nyeri, tetapi penggunaan jangka panjang sering menimbulkan efek samping saluran cerna karena inhibisi enzim COX-1. Dibutuhkan alternatif yang lebih aman dan selektif terhadap COX-2, enzim yang berperan langsung dalam proses inflamasi.
Propolis adalah produk alami yang mengandung berbagai senyawa bioaktif, di antaranya quercetin dan caffeic acid phenethyl ester (CAPE), yang diketahui memiliki sifat anti-inflamasi dan antioksidan. Metode in silico merupakan langkah awal yang efisien untuk mengevaluasi potensi bioaktif suatu senyawa sebelum uji laboratorium. Penelitian ini menilai kemampuan quercetin dan CAPE sebagai inhibitor COX-2 melalui prediksi toksisitas, molecular docking, dan molecular dynamics (MD)
Struktur enzim COX-2 (PDB ID: 4PH9) diperoleh dari Protein Data Bank. Senyawa quercetin, CAPE, ibuprofen, aspirin, dan vanillin diunduh dari PubChem. Analisis toksisitas dilakukan menggunakan PROTOX II dan pkCSM, mencakup AMES test, LD50, sensitisasi kulit, dan hepatotoksisitas.Molecular docking dilakukan menggunakan Dock 6.8 dan divalidasi menggunakan RMSD < 2 Å. Interaksi ligan dianalisis menggunakan PLIP. Simulasi molecular dynamics dilaksanakan selama 50 ns menggunakan Amber22 untuk mengevaluasi stabilitas kompleks menggunakan parameter RMSD, RMSF, serta energi bebas ikatan (ΔG) berdasarkan MM-GBSA.
Prediksi toksisitas menunjukkan bahwa quercetin dan CAPE memiliki profil keamanan yang baik, dengan hasil negatif pada uji AMES, tidak menyebabkan sensitisasi kulit, serta tidak menunjukkan hepatotoksisitas. Quercetin memiliki LD50 sebesar 159 mg/kg, sedangkan CAPE 5000 mg/kg, menunjukkan bahwa CAPE lebih rendah toksisitasnya. Molecular docking memperlihatkan bahwa CAPE memiliki afinitas ikatan terkuat (-53,3 kcal/mol), diikuti quercetin (-51,4 kcal/mol), keduanya lebih tinggi dibandingkan ibuprofen (-48,4 kcal/mol) dan aspirin (-39,5 kcal/mol). Ikatan hidrogen dominan muncul pada residu TYR355 dan diikuti interaksi hidrofobik dengan LEU353, VAL350, dan PHE519. Simulasi MD menunjukkan bahwa kompleks COX-2–quercetin stabil pada nilai RMSD 0,3 Å dan COX-2–CAPE stabil pada 0,4 Å, mencerminkan stabilitas struktural yang tinggi. Nilai RMSF rendah pada residu aktif seperti HIS90, ARG120, TYR355, dan SER530 menandakan interaksi yang konsisten sepanjang simulasi. Energi bebas ikatan quercetin (-35,4 kcal/mol) dan CAPE (-33,0 kcal/mol) menunjukkan kemampuan pengikatan yang setara atau lebih baik dibandingkan ibuprofen dan jauh melampaui aspirin.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa quercetin dan CAPE memiliki potensi kuat sebagai inhibitor COX-2. Profil toksisitas yang aman sangat mendukung penggunaannya sebagai kandidat obat anti-inflamasi alami. Afinitas ikatan yang lebih rendah (lebih negatif) pada kedua ligan mengindikasikan kemampuan pengikatan yang kuat pada pusat aktif COX-2, serta interaksi dengan residu penting yang berperan dalam stabilitas kompleks. Interaksi hidrogen pada TYR355, yang merupakan residu kunci dalam pengikatan inhibitor COX-2, menjadi salah satu faktor utama tingginya afinitas quercetin dan CAPE.
Stabilitas kompleks ligan-protein yang terjaga selama 50 ns simulasi menunjukkan bahwa kedua senyawa tidak hanya berikatan kuat, tetapi juga mempertahankan posisi optimal sepanjang simulasi dinamika. Nilai RMSD rendah dan RMSF stabil memperkuat bahwa ikatan yang terbentuk bersifat konsisten dan tidak mudah terganggu. Energi bebas ikatan (ΔG) memperlihatkan bahwa kemampuan pengikatan quercetin dan CAPE setara atau lebih baik dibandingkan obat standar, sehingga keduanya sangat mungkin berfungsi sebagai inhibitor kompetitif COX-2. Dengan demikian Quercetin dan CAPE menunjukkan potensi besar sebagai agen anti-inflamasi alami melalui mekanisme penghambatan COX-2. Keduanya memiliki profil keamanan yang baik, afinitas ikatan tinggi, serta kestabilan interaksi yang kuat berdasarkan analisis docking dan MD. Dengan performa yang sebanding atau lebih baik dari ibuprofen dan aspirin, kedua senyawa ini layak diteliti lebih lanjut melalui uji in vitro dan in vivo untuk pengembangan klinis.
Sumber:
Helmi, V. N., Anggraeni, F., Widjiastuti, I., Ismiyatin, K., Irmawati, A., Condro Surboyo, M. D., & Shariff, K. A. (2025). In Silico Evaluation of Quercetin and CAPE as Potential Anti-Inflammatory Agents Targeting COX-2. Tropical Journal of Natural Product Research, 9(10
Penulis: Prof. Dr. Ira Widjiastuti, drg., M.Kes., Sp.KG (K).
