Kimia Medisinal: Hubungan Senyawa dengan Struktur Kimia dan Aktivitasnya. Soal dan Jawaban

1. Kenapa ada senyawa yang memiliki struktur kimia berbeda tetapi aktivitas biologisnya sama

Jawab: Aktivitas biologis berhubungan erat dengan struktur tiga dimensi molekul dan struktur elektronik dari molekul^[1]. Tidak semua senyawa dengan struktur kimia yang sama memiliki aktivitas biologis yang sama, sehingga struktur kimia yang berbeda juga bisa menghasilkan aktivitas biologis yang sama. Aktivitas biologis dapat dipengaruhi oleh stereokimianya^[2]. Perbedaan struktur dan kesamaan aktivitas biologis ini dapat diperhatikan melalui gugus fungsional dalam ruang dan pola yang sama ^[3]. Dengan adanya perubahan atau modifikasi gugus fungsional dapat menghasilkan struktur baru dengan aktivitas biologis sama namun lebih baik (bioisosterisme). Contohnya pada gugus fungsional berbeda namun aktivitas biologis sama yaitu pada eter, sikloporpan, dan halotan^[2].

Sumber:
1)Scotti, M.T., Fernandes, M.B., Ferreira, M.J. and Emerenciano, V.P., 2007. Quantitative structure–activity relationship of sesquiterpene lactones with cytotoxic activity. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15(8), pp.2927-2934.
2) Patrick, G.L., 2013. An introduction to medicinal chemistry. Oxford university press.
3)Cartika, H., 2016. Modul Bahan Ajar Cetak Farmasi: Kimia Farmasi. Jakarta: Pusdik SDM Kesehatan.

2. Apa yang dimaksud dengan Induced-Fit?

Model induced-fit diperkenalkan oleh Daniel E. Kashland, teori ini menyampaikan bahwa situs aktif enzim mengambil bentuk yang melengkapi substrat, yang berarti sisi aktif bukanlah struktur yang kaku. Substrat menginduksi perubahan struktural pada molekul enzim, terutama pada sisi aktif dan sedemikian rupa menciptakan susunan tiga dimensi asam amino pada sisi aktif enzim sesuai dengan pengikatan substrat^[1]. Secara singkat, sisi aktif enzim yang kosong kemudian terisi dengan suatu senyawa dan berikatan lemah, kemudian terjadi perubahan bentuk pada sisi aktif enzim untuk menyesuaikan senyawa yang berikatan tersebut. Contohnya adalah ragi hexokinase yang menginduksi induced-fit dengan du acara yaitu enzim mengalami perubahan konformasi saat mengikat glukosa; dan kedua pengikatan pentosa tertentu yang mengatur kembali situs katalitik^[2].

Sumber:

1)Kumar, V., 2008. Biochemistry for nursing and healthcare. BI Publications Pvt Ltd.
2)Purich, D.L. and Allison, R.D., 1999. Handbook of biochemical kinetics: a guide to dynamic processes in the molecular life sciences. Elsevier.

3. Bagaimana aktivitas biologis obat dalam bentuk basa lemah?

Hal ini berhubungan dengan bentuk obat yang terionisasi dan tidak terionisasi. Ketika dalam bentuk tidak terionisasi, obat akan larut dalam lemak dan lebih mudah menembus membran biologis serta dapat memberikan efek biologis dan kemungkinan jumlah obat untuk berinteraksi dengan reseptor menjadi lebih besar^[1]. Contohnya adalah obat dengan gugus amina. Obat dalam bentuk ini paling efektif yang memiliki nilai pKa pada kisaran 6–8. Dengan kata lain, obat tersebut terionisasi sebagian di pH asam dan basa yang ada pada usus dan darah, dan dapat dengan mudah menyeimbangkan antara bentuk terionisasi dan tidak terionisasi. Ini memungkinkan obat tersebut untuk melintasi membran sel dalam bentuk tak terionisasi, sementara kehadiran bentuk terionisasi memberikan obat memiliki kelarutan air yang baik dan memungkinkan interaksi pengikatan yang baik dengan situs pengikat targetnya^[2].

Sumber:

1)Siswandono, E., 2020. Kimia Medisinal 1 Edisi 2. Airlangga University Press.
2)Patrick, G.L., 2013. An introduction to medicinal chemistry. Oxford university press.

4. Apa saja gugus yang dapat meningkatkan sifat lipofilik pada suatu senyawa obat?

Peningkatan sifat lipofilik salah satunya dapat dilakukan dengan memasukkan gugus atau substituen non-polar^[1]. Contohnya ester, karbonil, dan aldehid^[2]

Sumber:

1)Siswandono, S.B., 2000. Kimia Medisinal Jilid 2. Surabaya Pusat Penerbitan dan Percetakan Unair (AUP), pp.357-364.
2)Suwalie, E.R. and MIta, S.R., 2017. Terpen sebagai Peningkat Penetrasi pada Sediaan Transdermal. Farmaka, 15(3), pp.102-110.

5. Apa perbedaan ikatan hidrogen intermolekul dan ikatan hidrogen intramolekul?

Ikatan hidrogen intermolekul adalah ikatan yang terjadi antara dua atau lebih molekul yang posisinya berbeda, sedangkan ikatan hidrogen intramolekul adalah ikatan yang terjadi antara dua gugus atom dalam suatu senyawa^[1]. Perbedaan lainnya yaitu ikatan hidrogen intermolekul memiliki titik leleh, titik didih, dan stabilitas relatif tinggi dibandingkan ikatan intramolekul^[2].

Sumber:

1)Sunarya, Y. and Agus, S., 2007. Mudah dan aktif belajar kimia. PT Grafindo Media Pratama.
2)Sumardjo, D., 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran. EGC.