Senyawa Dysidine dari organisme bahari Sponge sebagai anti diabetes

Nama Komponen        : Dysidine

Organisme Bahari       : Sponge

Kelas Kimia                : Terpene

Area Disesiasi             : Diabetes

A.                     SPONGE

1.                      Pengertian porifera

              

Porifera merupakan hewan yang berpori dan sering juga disebut hewan berongga karena seluruh tubuhnya dipenuhi oleh lubang-lubang kecil yang disebut pori.  Hewan ini sederhana karna selama hidupnya menetap pada karang atau permukaan benda keras lainnya di dasar laut.  Phylum porifera yaitu spons hidup di air dan sebagian besar hidup di air laut yang hangat dan dekat dengan pantai yang  dangkal walaupun ada pula yang hidup pada kedalaman  8500 meter bahkan lebih.  Spons sering ditemukan hidup melekat pada substrat yang keras dan hidupnya berkoloni yang statif atau tidak bergerak .  Spons belum memiliki alat-alat eskresi khusus dan sisa metabolismenya dikeluarkan melalui proses difusi yaitu dari sel tubuh ke epidermis kemudian lingkungan hidup yang berair (Kimball, 2000).

2.                      Morfologi dan Anatomi

Porifera merupakan hewan yang berpori dan sering juga disebut hewan berongga karena seluruhn tubuhnya dipenuhi oleh lubang-lubang kecil yang disebut pori.  Spons terdiri dari dua lapisan sel dengan selapis bahan seperti jeli (mesogle) yang terdapat di antara kedua lapisan tersebut.  Sel-sel dari lapisan dalam mempunyai flagel yang menyebabkan adanya arus air, sel-sel ini memakan partikel-partikel makanan yang telah disaring.  Bentuk tubuh spons yang didukung oleh rangka yang terdiri dari spikula yang dibentuk oleh sel-sel yang tersebar didalam mesoglea, spikula  cukup keras yang tersusun dari sel ikat atau zat kapur (Kimball, 2000).

3.             Habitat dan Penyebaran

Porifera mempunyai 3000 spesies dan secara umum hidupnya dilaut dangkal sampai kedalaman  5 km. dari 3000 ribu spesies yang dikenal hanya 150 spesies yang hidup di air tawar sampai kedalaman 2 meter dan jarang lebihn dari 4 meter yang biasanya hidup pada air jernih dan tenang. Dilaut jenis calcarea  umumnya terbatas pada daerah pantai dangkal (Sugiarti, 2004).

4.             Reproduksi dan Daur Hidup

Reproduksi porifera berlangsung secara aseksual dengan membentuk kuncup,yaitu pertama arkeosit mengumpulkan nutrien dengan memfagosit sel lain untuk dikumpulkan dalam rongga tubuh.  Sel tersebut kemudian mengelilingi serat kumpulan cluster dan kapsul yang mengelilinginya.  Pada kondisi yang tepat sel meninggalkan gemmulae dan keluar melalui lubang membentuk spons baru. seksual dengan pertemuan ovum dan sperma.  Perkembangan  secara generatif berlangsung dengan terjadinya peleburan sel kelamin jantan dan betina  yang menghasilkan zigot berkembang menjadi larva yand kemudian menghasilkan spons dewasa yang berkelamin satu atau hermaprodit (Kimball, 2000).

B.                     SENYAWA DYSIDINE

Spons laut menjabat sebagai sumber yang menarik untuk memimpin obat penemuan senyawa karena baru tanian struc- dan keragaman metabolit sekunder. Sampai saat ini, sejumlah besar konstituen diisolasi dari spons laut telah ditemukan untuk memiliki berbagai bioactivities, termasuk anti tumor.

Dysidine diisolasi dari sponge Hainan Dysidea villosa dengan kemurnian> 99,5%.

C.                     DIABETES MELITUS

Diabetes mellitus adalah suatu sindrom yang ditandai oleh abnor- gula darah tinggi mally. gangguan kemampuan untuk menghapus glukosa dari peredaran dalam menanggapi insulin pada jaringan perifer dianggap sebagai salah satu penyebab utama diabetes tipe 2. Glukosa transporter 4 (GLUT4) adalah princi- transporter glukosa sobat di otot dan jaringan lemak, dan lokasi trans- untuk membran diatur terutama oleh jalur sinyal insulin. Insulin memulai jalur sinyal dengan mengaktifkan reseptor insulin (IR), yang mengarah ke tirosin phorylation fosfat dari substrat reseptor insulin (IRSs) dan sub- sequently merekrut phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K). PI3K menengahi aktivasi AKT dengan menghasilkan phosphati- dylinositol-3,4,5-trisphosphate (PIP3), yang merekrut AKT ke membran plasma. AKT yang diaktifkan merangsang jalur hilir dan akhirnya merangsang transpor glukosa oleh translokasi kunci vesikel GLUT4 intraseluler pada membran plasma.

          Protein tirosin fosfatase 1B (PTP1B) telah didemonstrasikan untuk negatif mengatur jalur insulin melalui tion inactiva- dari IR dan IRS1. Baru-baru ini, jalur leptin juga ditemukan diatur oleh PTP1B, di mana mengikat PTP1B neuronal dan dephosphorylates JAK2, yang aliran down dari reseptor leptin, dan kemudian menghambat leptin sinyal. PTP1B telah diidentifikasi sebagai target yang menarik untuk penemuan agen diabetes tipe 2. Bukti paling menarik datang dari PTP1B knock-out tikus, yang menunjukkan super-sensitivitas terhadap insulin dan resistensi terhadap diet- diinduksi diabetes tipe 2. Selain itu, pengobatan ob / ob dan tikus db / db dengan antisense PTP1B spesifik oligonucle- otides di jaringan hati dan lemak mengakibatkan normalisasi kadar glukosa. semacam ini antisense oligonukleotida sudah memasuki tahap II jalur klinis. Namun, karena bioavailabilitas miskin dan pendekatan pengiriman rumit obat antisense ini, mengembangkan inhibitor PTP1B molekul kecil masih dianggap cara yang lebih efektif dan nyaman untuk meningkatkan sensitivitas insulin untuk pasien diabetes. Sejumlah inhibitor PTP1B telah ditemukan untuk menunjukkan peningkatan yang signifikan dari sensitivitas insulin dan pengurangan dari glukosa darah pada model resistensi insulin tikus praklinis.

Penyerapan glukosa adalah langkah tingkat-membatasi dalam pembuangan glukosa darah. Kemampuan gangguan organ perifer (jaringan adiposa dan otot) untuk menghapus glukosa darah akibat resistensi insulin adalah penyebab utama diabetes tipe 2. resistensi Insu- lin di jaringan adiposa juga dapat menyebabkan gangguan dalam lipid dan homeostasis glukosa dari seluruh tubuh, sehingga improving sensitivitas insulin pada adiposit adalah salah satu yang efisien pendekatan dalam pengobatan diabetes [ 25]. Dalam studi saat ini, garis sel adiposit yang paling representatif, 3T3-L1, demikian diadopsi untuk mengevaluasi dampak penyerapan glukosa dari dysidine, dan target akting potensi dysidine yang diselidiki.

D.                     PENGARUH

 

Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1B, dysidine sangat meningkat penyerapan glukosa dalam sel 3T3-L1, dan potensi dysidine pada 20 umol / L hampir sama dengan insulin (17 nmol / L) dan unggul untuk senyawa-2 (20 umol / L), yang digunakan sebagai kontrol positif.

The sesquiterpene hydroquinon / kuinon, yang kelas metabolit spons laut dengan berlimpah varian tanian strucdan aktivitas biologis, telah diteliti secara ekstensif. Beberapa hydroquinon sesquiterpene / nes quino- telah terbukti memiliki banyak fungsi biologis, termasuk anti-tumor, anti-HIV, dan kegiatan anti-inflamasi, diantara yang lain. Namun, efek anti-diabetes yang belum dilaporkan. Dalam pekerjaan saat ini, salah satu seskuiterpen kuinon derivatif, dysidine, diisolasi dari sponge Hainan Dysidea villosa dari Cina Laut Selatan, dan efek dari dysidine pada jalur sinyal insulin diselidiki.

Penyerapan glukosa terganggu pada jaringan perifer adalah mekanisme utama dari diabetes tipe 2. Oleh karena itu, sepenuhnya dibedakan adiposit 3T3-L1 dipekerjakan untuk menyelidiki efek potensial dari dysidine pada promosi penyerapan glukosa. Kami menemukan bahwa dysidine bisa sangat mempromosikan penyerapan glukosa dalam sel 3T3-L1. Dalam upaya untuk menyelidiki mekanisme ing underly-, distribusi seluler GLUT4 diselidiki. Hasil kami menunjukkan bahwa baik GLUT4 endogen dalam sel 3T3-L1 dan eksogen GLUT4-EGFP di CHO-K1 sel / GLUT4 yang translokasi ke membran sel dalam simulasi dengan dysidine, yang mengindikasikan keterlibatan GLUT4 dalam promosi penyerapan glukosa oleh dysidine. Penyelidikan lebih lanjut dari jalur sinyal hulu mengungkapkan bahwa dysidine mengaktifkan reseptor insulin proksimal sinyal peristiwa, termasuk fosforilasi IR. Hal ini diketahui bahwa IR dan IRS1 dapat dephosphorylated oleh beberapa PTPases, termasuk PTP1B, PTPα, LAR, CD45, TC-PTP, dan lain-lain. Oleh karena itu, kemampuan dysidine untuk menghambat PTPases diuji in vitro, dan, seperti yang diharapkan, dysidine terbukti menjadi PTP1B inhibitor dengan selektivitas moderat terhadap TCPTP dan CD45. Dalam kesimpulan yang, dysidine menunjukkan aktivitas ampuh dalam promosi penyerapan glukosa dalam sel 3T3-L1, dan penghambatan PTPases mungkin mekanisme yang mendasari. Namun, kami melihat bahwa dysidine meningkat penyerapan glukosa ke tingkat setara dengan yang diinduksi oleh insulin. Ini tidak konsisten dengan kenyataan bahwa IR, AKT dan GLUT4 yang kurang diaktifkan oleh dysidine daripada insulin. Oleh karena itu, beberapa jalur tambahan mungkin terlibat dalam promosi penyerapan glukosa oleh dysidine dalam sel 3T3-L1. Kami menemukan bahwa dysidine juga meningkatkan fosforilasi p38 MAPK dalam sel 3T3-L1. Sejak p38 MAPK telah terbukti untuk meningkatkan aktivitas GLUT4 secara independen dari GLUT4 translokasi,

Dysidine dilaporkan sebagai fosfolipase A2 (PLA2) inhibitor dengan IC 50 nilai 2 umol / L. Sejak PLA2 terutama menghidrolisis fosfolipid dan rilis asam arakidonat, yang merupakan prekursor dari mediator inflamasi, aktivasi dari jalur insulin oleh dysidine mungkin tidak melibatkan penghambatan PLA2. Senyawa-senyawa kuinon yang mengandung telah dilaporkan menghambat PTP melalui mekanisme yang berbeda. Sebagai contoh, sejumlah senyawa orto-kuinon yang mengandung dihambat PTPα dengan cara katalase-sensitif, menunjukkan bahwa senyawa ini menghambat PTPα melalui generasi ROS (termasuk dida- lamnya H 2 HAI 2) dan oksidasi berikutnya dari sistein dalam situs aktif. Selain itu, menadione (vitamin K3) dan analog vitamin K lainnya mengandung benzokuinon dalam struktur mereka dilaporkan untuk menghambat CDC25 fosfatase oleh interaksi kovalen antara senyawa dan enzim. ikatan kovalen ini dapat diblokir oleh DTT, GSH atau pereduksi tiol yang mengandung lainnya. Michael Selain antara kuinon dan tiol di sistein diusulkan untuk menjadi mekanisme yang mendasari. Selain modifikasi kovalen dari situs aktif di PTP, senyawa kuinon yang mengandung juga menghambat PTP dengan cara kompetitif dan reversibel. Dalam pekerjaan saat ini, kami menunjukkan bahwa dysidine menghambat PTP1B tanpa baik oksidasi ireversibel atau penambahan kovalen dari kuinon.

Pertama, katalase (hingga 1000 U / mL), yang ditunjukkan untuk aktif dalam buffer reaksi PTP1B kami (data tidak menunjukkan), tidak berpengaruh pada penghambatan dysidine, menunjukkan bahwa ROS tidak terlibat dalam penghambatan oleh dysidine. Sek- ondly, 5 mmol / L DTT hampir sepenuhnya terbalik bition inhi- dari p- benzokuinon tetapi tidak mempengaruhi bahwa dysidine. Hal ini menunjukkan bahwa p- benzokuinon mungkin menghambat PTP1B melalui kovalen modifikasi dari sistein dalam situs aktif, tetapi dysidine yang tidak mengalami semacam penambahan. Singkatnya, penghambatan PTP1B oleh dysidine tidak bergantung pada oksidasi atau penambahan kovalen dari kuinon tersebut. Lambat-mengikat inhibitor mengikat secara perlahan untuk enzim pada skala waktu omset enzim, sehingga menampilkan secara bertahap menurun kecepatan dengan waktu. Dengan demikian, inhibitor ini juga dikenal sebagai inhibitor tergantung waktu. Beberapa PTP1B tor inhibitor dilaporkan berfungsi dalam mode lambat-mengikat.

Dalam pekerjaan saat ini, dysidine juga ditunjukkan untuk menjadi inhibitor lambat-mengikat. dalam kami in vitro sistem enzimatik, ketika reaksi diawali dengan penambahan PTP1B, kecepatan reaksi reaksi DMSO stabil, seperti yang ditunjukkan oleh kurva linear, sedangkan kecepatan reaksi diperlakukan menurun dari waktu ke waktu di bagian awal kurva dan mencapai steady state kemudian menunjukkan modus mengikat lambat.

Selain itu, mengikat lambat dysidine adalah selanjutnya dikonfirmasikan oleh uji dilusi.

Ketika campuran dysidine dan PTP1B diencerkan dalam substrate- mengandung penyangga, kurva reaksi ditampilkan kemiringan dangkal pada awalnya dan akhirnya diserahkan kepada steady state karena lambat off-tingkat dysidine. Pemulihan tergantung waktu aktivitas PTP1B di uji dilusi juga menunjukkan bahwa penghambatan oleh dysidine adalah reversibel. Selanjutnya, dysidine itu terbukti PTP1B aktif-situs diarahkan, seperti yang ditunjukkan oleh korelasi terbalik antara K obs dan p PLTN con- centration. inhibitor lambat mengikat diharapkan menunjukkan keuntungan klinis lebih inhibitor cepat reversibel karena mereka mengikat target untuk jangka waktu yang signifikan.

Sejak dysidine bertekad untuk menjadi tor inhibitor lambat-mengikat sesuai tarif afinitas lambat-on dan lambat-off-nya (Gambar 6B dan 6C), karakteristik intrinsik ini harus menjadi manfaat untuk penggunaan potensinya sebagai senyawa timah. Bersama dengan temuan sebelumnya kami, diharapkan bahwa pekerjaan kita akan memberikan informasi yang berguna untuk memahami fungsi biologis yang relevan dari sesquiterpene yang hidro kuinon / kuinon dari spons Dysidea villosa. Lebih-lebih, dysidine dapat digunakan sebagai senyawa utama potensial untuk anti-diabetes agen terapeutik penemuan (Zhang et al., 2009)

Daftar pustaka

Kimball, J.W. 2000. Biologi jilid empat edisi pertama.Erlangga Jakarta.

Sugiarti, S. 2004. Invertebrata Air. Lembaga Sumberdaya Informasi IPB. Bogor.

Zhang, Y.,  Y. Li, Y. Guo , H. Jiang, dan X. Shen. 2009. A sesquiterpene quinone, dysidine, from the sponge Dysidea villosa, activates the insulin pathway through inhibition of PTPases. Acta Pharmacol. 30 (3): 333–345.