“Cincin yang berperan penting pada aktivitas dan kapasitas antioksidan dimer resveratrol melinjo adalah cincin furan, bukan resorsinol.”
Kutipan tersebut adalah temuan utama dari studi teoretis bertema antioksidan yang dilakukan oleh gabungan tim peneliti dari Universitas Airlangga (UA) dan Institut Teknologi Bandung (ITB). Tim ini beranggotakan Dr. Febdian Rusydi (fisikawan, UA), Prof. Hermawan K. Dipojono (pakar komputasi material maju, ITB), dan Prof. Heni Rachmawati (pakar formulasi obat, ITB). Studi teoretis ini dikoordinasi oleh Research Center for Quantum Engineering Design, sebuah pusat kajian studi di Universitas Airlangga yang fokus pada aplikasi mekanika kuantum pada kasus-kasus biologis dan medis. Hasil riset ini telah dipublikasikan di jurnal Food Biophysics, jurnal Q1 dengan impact factor 2.814.
Siapa yang tak kenal antioksidan. Suatu zat kaya manfaat yang telah banyak diteliti karena perannya yang cukup signifikan bagi kesehatan manusia. Antioksidan berperan menetralkan radikal bebas yang bersifat reaktif sehingga mudah bereaksi dan menimbulkan kerusakan sel dan jaringan. Kerusakan sel dan jaringan oleh radikal bebas inilah yang memicu perkembangan penyakit kronis di dalam tubuh. Tak ayal, kandungan antioksidan banyak ditemukan di dalam suplemen makanan, kosmetik, dan obat-obatan.
Sebuah molekul antioksidan pasti memiliki situs aktif yang dapat dianalogikan sebagai tangan. Tangan inilah yang digunakan untuk menangkap radikal bebas di sekitarnya. Oleh karena itu, kemampuan antioksidan sebuah molekul ditentukan oleh kemampuan tangannya untuk menangkap radikal. Logikanya, semakin reaktif tangan tersebut menangkap, semakin efektif pula penangkapan radikal. Selain itu, semakin banyak sebuah molekul antioksidan memiliki tangan, maka semakin banyak pula radikal bebas yang dapat ditangkap. Kemampuan tangan (situs aktif) dalam menangkap radikal biasanya diberikan oleh besaran aktivitas dan kapasitas antioksidan.
Tim peneliti menemukan bahwa cincin furan berperan penting dalam aktivitas dan kapasitas antioksidan salah satu dimer resveratrol dari biji melinjo, gnetin C. Cincin furan menyediakan dua situs aktif tambahan sehingga gnetin C (dimer resveratrol) dapat menangkap radikal bebas lebih banyak dari trans-resveratrol (monomer resveratrol). Menariknya lagi, situs tambahan ini merupakan situs CH bukan situs OH yang sudah banyak diketahui memiliki peran penting pada aktivitas antioksidan senyawa fenolik.
Evaluasi situs aktif molekul antioksidan baru secara komputasi
Pencarian situs aktif molekul antioksidan baru melalui eksperimen tidaklah mudah dan cukup rumit. Kita harus mampu memodifikasi situs aktif sehingga kita dapat mengevaluasi dan menyimpulkan situs mana yang benar-benar berperan pada aktivitas antioksidan. Untuk mengevaluasi satu situs saja, kita membutuhkan banyak waktu, tenaga, dan biaya untuk keperluan sintesis dan serangkaian uji aktivitas antioksidan. Bayangkan jika kita punya banyak situs antioksidan yang perlu kita evaluasi!
Studi teoretis dapat membantu memperpendek proses eksperimen yang cukup rumit untuk mencari situs aktif molekul gnetin C. Caranya adalah dengan metode komputasi berbasis mekanika kuantum. Dengan metode komputasi, situs aktif molekul antioksidan dievaluasi berdasarkan besarnya energi reaksi dan aktivasi untuk menangkap molekul radikal hidroperoksil. Energi reaksi memberikan informasi apakah secara termodinamika reaksi memungkinkan terjadi, sedangkan energi aktivasi menjelaskan mudah tidaknya reaksi tersebut terjadi. Semakin besar energi aktivasi artinya semakin besar energi yang dibutuhkan agar reaksi tersebut terjadi.
Hasil studi teoretis menunjukkan bahwa gnetin C memiliki tiga situs OH yang terdiri dari satu situs OH dan dua CH. Sedangkan monomernya, trans-resveratrol, hanya memiliki satu situs aktif yaitu situs OH. Hasil studi ini berimplikasi bahwa gnetin C berpotensi menangkap radikal yang lebih banyak daripada trans-resveratrol. Hasil ini juga mengkonfirmasi hasil eksperimen yang mendemonstrasikan bahwa kapasitas antioksidan gnetin C lebih baik dari trans-resveratrol dalam sebuah uji antioksidan. Dua situs tambahan antioksidan ini dikonfirmasi berasal dari struktur cincin furan, bukan cincin resorsinol, seperti dugaan eksperimen sebelumnya.
Hasil utama dari studi teoretis ini adalah letak dan karakteristik situs aktif gnetin C. Kedua informasi ini digunakan sebagai dasar rekayasa sifat antioksidan, khususnya antioksidan yang berasal dari biji melinjo.
Penulis: Febdian Rusydi, S.T., M.Sc., Ph.D.
Judul artikel: Computational Investigation on the ∙OOH Scavenging Sites of Gnetin C
Link: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11483-021-09666-y Vera Khoirunisa, Febdian Rusydi, Lusia S.P. Boli, Adhitya G. Saputro, Heni Rachmawati, Hiroshi Nakanishi, Hideaki Kasai and Hermawan K. Dipojono. Computational Investigation on the ∙OOH Scavenging Sites of Gnetin C. Food Biophysics (2021). https://doi.org/10.1007/s11483-021-09666-y
