Kimia medisinal adalah ilmu pengetahuan yang merupakan cabang ilmu kimia dan biologi, digunakan umtuk memahami dan menjelaskan mekanisme kerja obat pada tingkat molekul.
Batasan Kimia Medisinal menurut Burger (1970) adalah:
Ilmu pengetahuan yang merupakan cabang dari ilmu kimia dan biologi, dan digunakan untuk memahami dan menjelaskan mekanisme kerja obat.
Batasan Kimia Medisinal menurut IUPAC (1974) adalah:
Ilmu pengetahuan yang mempelajari penemuan, pengembangan, identifikasi dan interpretasi cara kerja senyawa biologis aktif (obat) pada tingkat molekul.
Batasan Kimia Medisinal menurut Taylor dan Kennewell (1981) adalah:
Studi kimiawi senyawa atau obat yang dapat memberikan efek menguntungkan dalam sistem kehidupan dan melibatkan studi hubungan struktur kimia senyawa dengan aktivitas biologis serta mekanisme cara kerja senyawa pada sistem biologis, dalam usaha mendapatkan efek pengobatan yang maksimal dan memperkecil efek samping yang tidak menguntungkan.
Berdasarkan sumbernya obat digolongkan menjadi tiga, yaitu:
1. Obat alamiah
Obat yang terdapat di alam.
- Pada tanaman, contoh: kuinin dan atropin
- Pada Hewan, contoh : minyak ikan dan hormon
- Pada mineral, contoh : belerang (S) dan kalium bromida (KBr).
2. Obat semisintetik
Obat hasil sintesis yang bahan dasarnya berasal dari bahan obat yang terdapat di alam.
Contoh: morfin menjadi kodein dan diosgenin menjadi progesteron.
3. Obat sintetik murni
Obat yang bahan dasarnya tidak berkhasiat, setelah disintesis akan didapatkan senyawa dengan khasiat farmakologis tertentu .
Contoh: obat-obat golongan analgetik-antipiretik, antihistamin dan diuretika.
Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas
Konsep
bahwa aktivitas biologis suatu senyawa berhubungan dengan struktur kimia,
pertama kali dikemukakan oleh Crum,
Brown,Fraser (1869). Hubungan kuantitatif struktur kimia dan aktivitas
biologis obat (HKSA) merupakan bagian penting rancangan obat, daalam usaha
mendapatkan suatu obat baru dengan aktivitas yang lebih besar, keseltifan yang
lebih tinggi, toksistas atau efek samping sekecil mungkin dan kenyamanan yang
lebih besar, akan lebih menghemat biaya atau lebih ekonomis karena untuk
mendapatkan obat baru dengan aktivitas yang dikehendaki , faktor coba-coba
ditekan sekecil mungkin sehingga jalur sintesis menjadi lebih pendek.
Ada
beberapa model pendekatan hubungan kuantitatif struktur-aktivitas, antara lain:
A. Model
Pendekatan HKSA Free-Wilson
Free dan Wilson (1964), mengemukakan suatu konsep hubungan struktur dan
aktivitas biologis obat, yang dinamakan model
de novo atau model matematik Free-Wilson. Mereka mengemukakan bahwa respons
biologis merupakan sumbangan aktivitas dari gugus-gugus substituen terhadap
aktivitas biologis senyawa induk, yang dinyatakan melalui persamaan berikut :
Log 1/C = Ʃ S + μ
Log
1/C = Logaritma aktivitas biologis
Ʃ
S = Total sumbangan substituen
terhadap aktivitas biologis senyawa induk
μ = aktivitas biologis senyawa induk
Model de novo ini kurang
berkembang karena tidak dapat digunakan bila efek substituen bersifat tidak
linier atau bila ada interaksi antar substituen. Selain itu model ini
memerlukan banyak senyawa dengan kombinasi substituen yang bervariasi untuk
dapat menarik kesimpulan yang benar. Namun model ini juga memiliki keuntungan karena dapat menghubungkan
secara kuantitatif antara struktur kimia dan aktivitas biologis dari turunan
senyawa dengan bermacam-macam gugus substitusi pada berbagai zona.
B. Model
Pendekatan HKSA Hansch
Hansch (1963), mengemukakan suatu konsep bahwa
hubungan struktur kimia dengan aktivitas biologis (log 1/C) suatu turunan
senyawa dapat dinyatakan secara kuantitatif melalui parameter-parameter sifat
kimia fisika dari substituen yaitu parameter hidrofobik (π), elektronik (δ), dan
sterik (Es). Model pendekatan ini disebut juga model hubungan energi bebas linier (linier free energy relationship = LFER) atau pendekatan
ekstratermodinamik. Pendekatan ini menggunakan dasar persamaan Hammet yang
didapat dari kecepatan hidrolisis turunan asam benzoat, sebagai berikut:
Log (kx/kh) = ρ σ
kx dan kh : tetapan keseimbangan reaksi dari senyawa
tersubstitusi dan senyawa induk
ρ : tetapan yang tergantung pada
tipe dan kondisi reaksi serta jenis senyawa
σ
: tetapan yang tergantung pada jenis dan kedudukan substituen
Daftar Pustaka
Siswandono dan Bambang, S. 2000. Kimia Medisinal.Airlangga University Press: Surabaya
1. Parameter
sifat kimia fisika dalam HKSA model Hansch
Parameter
yang sering digunakan yaitu :
a. Parameter
hidrofobik
Parameter
hidrofobik (lipofilik) yang sering digunakan adalah logaritma koefisien partisi
(log P), tetapan π Hansch, tetapan fragmentasi f Rekker-Mannhold dan tetapan kromatografi Rm.
b. Parameter
elektronik
Ada
tiga jenis sifat elektronik yang digunakan, yaitu :
-
Pengaruh
berbagai substituen terhadap reaktivitas bagian molekul yang tidak mengalami
perubahan. Penetapannya menggunakan perhitungan orbital molekul.
-
Sifat
elektronik yang berkaitan dengan tetapan ionisasi (pKa) dan berhubungan dengan
bentuk terionkan dan tak tterionkan dari suatu senyawa pada pH yang tertentu.
Penetapannya menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach.
-
Sifat
oksidasi-reduksi atau reaktivitas senyawa. Penetapannya menggunakan perhitungan
mekanika kuantum dari energi orbital.
Tetapan
elektronik yang sering digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas adalah
tetapan σ Hammet, tetapan σi Charton, tetapan σ* Taft,
dan tetapan F, R Swain-Lupton.
Tetapan elektronik lain-lain:
-
Tetapan
reaksi, contoh: pKa (tetsapan disosiasi), K (Tetapan reaksi), t½ (waktu paro
biologis)
-
Sifat
organik fisik, contoh: E (potensial redoks), ∆ v (spektra infra-merah) dan δ ppm (spektra NMR)
-
Total
energi elektron dalam molekul, contoh: Etot, EHOMO dan ELEMO
c. Parameter
sterik
Tetapan
sterik substituen dapat diukur berdasarkan sifat meruah gugus-gugus dan efek
gugus pada kontak obat dengan sisi reseptor yang berdekatan.
Tetapan
sterik yang sering digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas adalah tetapan
Es Taft, tetapan Esc Hancock, tetapan dimensi van der waal’s,
tetapan U Charton dan tetapan
sterimol Verloop. Karena data tetapan sterik tersebut tidak tersedia untuk
banyak tipe substituen, parameter sterik yang dihitung secara teoritis juga
digunakan dalam hubungan struktur-aktivitas yaitu berat molekul (BM = Mw),
refraksi molar dan parakor.
2. Analisis
Statistik dalam HKSA Model Hansch
Perhitungan
statistik yang banyak digunakan dalam hubungan struktur dan aktivitas melalui
parameter-parameter kimia fisika adalah regresi linier dan nonn linier.
a. Regresi
Linier
Perhitungan
regresi linier digunakan untuk mencari hubungan antara aktivitas biologis
dengan satu parameter kimia fisika atau lebih.
Y = aX
+ b
Y :
aktivitas biologis (variabel tergantung)
X :
parameter kimia fisika (variabel tidak tergantung)
A,b : koefisien regresi
Regresi
linier untuk dua dan tiga parameter kimia fisika, dapat dinyatakan melalui parameter-parameter sebagai berikut:
Y
= aX1 + bX2 +cX3 + d
X1,
X2 dan X3 :
parameter-parameter kimia fisika 1, 2 dan 3
b. Regresi
Non Linier
Regresi
non linier untuk satu parameter kimia fisika dapat dinyatakan melalui
persamaan-persamaan sebagai berikut:
Y = a(X)2 + bX + c
Regresi
non linier untuk dua dan tiga parameter kimia fisika, dapat dinyatakan melalui parameter-parameter sebagai berikut:
Y
= -a(X1)2 + bX1 + cX2 + dX3
+ e
c. Kriteria
Statistik
Keabsahan
persamaan yang diperoleh dan arti perbedaan parameter yang digunakan dalam
hubungan struktur-aktivitas model Hansch, dapat dilihat dengan beberapa
kriteria statistik seperti r, r2,
F, t dan s.
Arti
kriteria statistik:
-
Nilai
r (koefisien korelasi)
Menunjukkan
tingkat hubungan antara data aktivitas biologis pengamatan percobaan dengan
data hasil perhitungan berdasarkan persamaan yang diperoleh dari analisis
regresi. Semakin tinggi nilainya semakin baik hubungannya.
-
Nilai
r2
menunjukkan
berapa % aktivitas biologis yang dapat dijelaskan hubungannya dengan parameter
sifat kimia fisika yang digunakan.
-
Nilai
F
menunjukkan
kemaknaan hubungan bila dibandingkan dengan tabel F. Makin besar nilai F
semakin besar derajat kemaknaan hubungan.
-
Nilai
t
menunjukkan
perbedaan koefisien regresi a, b, c dan d dari persamaan regresi bila
dibandingkan dengan tabel t.
-
Nilai
s (simpangan baku)
Menunjukkan
nilai variasi kesalahan dalam percobaan.Daftar Pustaka
Siswandono dan Bambang, S. 2000. Kimia Medisinal.Airlangga University Press: Surabaya
pertanyaan :
1. bagaimanakah langkah - langkah dari perancangan obat ?
2. jelaskan mengenai Docking Molekuler ?
3. apa yang dimaksud dengan manipulasi molekul ?
4. apa tujuan dari dilakukannya rancangan obat ?
5. apa saja program - program komputer yang digunakan untuk rancangan obat rasional ?
no 1
BalasHapus1. Mencari senyawa penuntun (lead compound)
2. Manipulasi molekul (modifikasi molekul atau modifikasi struktur)
3.Merumuskan hubungan kuantitatif sementara antara strktur-aktivitas biologis dari senyawa yang jumlahnya terbatas dengan menggunakan statistik analisis regresi.
4. Hasil analisis regresi kemudian dievaluasi dan merancang sejenisnya untuk mengembangkan dan menyempurnakan hubungan tersebut
5.Merancang penggunaan bentuk sediaan obat yang sesuai.
6.Merancang aturan dosis yang sesuai
7.Evaluasi Klinik
no.3
BalasHapusyaitu mensintesis sejumlah turunan senyawa penuntun, melakukan identifikasi struktur dan menguji aktifitas biologisnya. gugus/aubtituen yang di substitusikan dapat di pilih dengan menggunakan metode Toplis, metode pencarian fibonacci, metode rangkaian optimasi simpleks atau analisis klaster. jumlah senyawa yang di sintesis tergantung dari metode yang di gunakan.
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.
BalasHapusJawabanny : 2. Merupakan suatu metode komputasi yang digunakan untuk menggambarkan interaksi antara suatu molekul sebagai ligan dengan suatu reseptor atau protein. tujuan dari studi docking adalah membuat pemodelan struktur yang akurat dan prediksi aktivitas yang tepat.
BalasHapusDocking dapat diumpamakan sebagai proses gembok dan kunci pada interaksi enzim dan substrat. Kunci akan masuk pada lubang di gembok, dan mengubah konformasi (bentuk) gembok (terbuka atau tertutup).
Menurut saya sih ya,pertanyaan nmr 5 ,jawaban yaitu ...
BalasHapus1) BIOCES : Biochemical Expert System, untuk model protein, rekayasa protein dan Kimia Medisinal
2) CoMFA : Comparative Moleculer Field Analysis (SYBYL).
3) EMIL : Example Mediated Innovation for Lead Evolution, untuk mencari evolusi atau rancangan analog.
4) MMMS : untuk model molekul, rancangan obat dan perhitungan kimia kuantum.
5) GREEN : untuk studi struktur reseptor
6) RECEPT : untuk rasional superkomposisi molekul dan mapping reseptor
7) MMS-X : untuk rancangan obat, mapping reseptor dan analisis konformasi