Computational Study of Ocimum Basilicum Bioactive Compounds Against Diabetes Mellitus

Rabiha Nur Shadrina; Rahma Septiani; Eksa Alinda; Nia Paramita; Rosmala Rosmala; Himyatul Hidayah

doi:10.31004/riggs.v5i2.10087

Authors

Rabiha Nur Shadrina Universitas Buana Perjuangan Karawang
Rahma Septiani Universitas Buana Perjuangan Karawang
Eksa Alinda Universitas Buana Perjuangan Karawang
Nia Paramita Universitas Buana Perjuangan Karawang
Rosmala Rosmala Universitas Buana Perjuangan Karawang
Himyatul Hidayah Universitas Buana Perjuangan Karawang

DOI:

https://doi.org/10.31004/riggs.v5i2.10087

Keywords:

Ocimum basilicum, Diabetes Melitus, Molecular Docking, GSK-3β, Salvigenin

Abstract

Diabetes melitus merupakan penyakit metabolik kronis akibat gangguan sekresi atau kerja insulin dengan prevalensi global yang terus meningkat. Pengobatan konvensional seperti metformin memiliki keterbatasan akibat efek samping penggunaan jangka panjang, sehingga mendorong eksplorasi kandidat antidiabetes berbasis bahan alam. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan senyawa bioaktif Ocimum basilicum yang memenuhi standar toksisitas dan farmakokinetik, mengidentifikasi interaksi yang terjadi, serta menentukan senyawa dengan afinitas paling kuat terhadap reseptor Glycogen Synthase Kinase-3 Beta (GSK-3β) secara in silico. Metode yang digunakan meliputi skrining toksisitas dan farmakokinetik (ADME) melalui pkCSM, uji Lipinski's Rule of Five melalui SwissADME, serta molecular docking menggunakan AutoDock Tools dan PyRx terhadap reseptor GSK-3β (PDB ID: 4PTE) dengan validasi menghasilkan RMSD 1,59 Å. Dari 30 senyawa yang diuji, 13 senyawa memenuhi seluruh parameter toksisitas, farmakokinetik, dan Lipinski's Rule of Five. Hasil molecular docking menunjukkan bahwa Salvigenin memiliki nilai binding affinity terbaik sebesar -7,57 kkal/mol dengan Ki 2,82 µM, melampaui metformin (-4,13 kkal/mol) dan mendekati ligan alami (-7,51 kkal/mol). Visualisasi interaksi menunjukkan Salvigenin membentuk ikatan hidrogen dengan residu VAL 135 yang juga terbentuk pada ligan alami dan metformin, serta interaksi hidrofobik pada beberapa residu yang serupa dengan ligan alami. Salvigenin diprediksi memiliki potensi paling baik sebagai kandidat antidiabetes dari Ocimum basilicum yang bekerja melalui mekanisme penghambatan reseptor GSK-3β.

Downloads

Download data is not yet available.

References

American Diabetes Association. (2024). Standards of care in diabetes—2024. Diabetes Care, 47(Supplement_1). American Diabetes Association.

Agu, P. C., Afiukwa, C. A., Orji, O. U., Ezeh, E. M., Ofoke, I. H., Ogbu, C. O., Ugwuja, E. I., & Aja, P. M. (2023). Molecular docking as a tool for the discovery of molecular targets of nutraceuticals in diseases management. Scientific Reports, 13(1), 13398.

Amin, S., Mutahar, N. L., Kamilah, D., & Yulianingsih, T. S. (2024). Studi in silico senyawa daun salam sebagai antidiabetes melalui mekanisme inhibitor SGLT-2. Jurnal Ilmu Medis Indonesia, 4(1), 21–29.

Arista, D., Girsang, E., & Napiah, A. (2024). Anti diabetic activity of Ocimum basilicum extract: Literature review. Jurnal Kesehatan Saintika Meditory, 7(1), 234–332.

Aziz, A., Andrianto, D., & Safithri, M. (2022). Molecular docking of bioactive compounds from wungu leaves (Graptophyllum pictum (L.) Griff.) as tyrosinase inhibitors. Indonesian Journal of Pharmaceutical Science and Technology, 9(2), 96–107.

Daina, A., Michielin, O., & Zoete, V. (2017). SwissADME: A free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules. Scientific Reports, 7, 42717.

Davies, M. J., Aroda, V. R., Collins, B. S., Gabbay, R. A., Green, J., Maruthur, N. M., Rosas, S. E., Del Prato, S., Mathieu, C., Mingrone, G., Rossing, P., Tankova, T., Tsapas, A., & Buse, J. B. (2022). Management of hyperglycemia in type 2 diabetes, 2022: A consensus report by the American Diabetes Association (ADA) and the European Association for the Study of Diabetes (EASD). Diabetes Care, 45(11), 2753–2786.

Elansary, H. O., Szopa, A., Kubica, P., Ekiert, H., El-Ansary, D. O., Al-Mana, F. A., & Mahmoud, E. A. (2020). Saudi Rosmarinus officinalis and Ocimum basilicum L. polyphenols and biological activities. Processes, 8(4), 446.

Fardhani, I. M., & Graciella, C. (2023). Potensi aktivitas antidiabetes daun kemangi (Ocimum basilicum): Literature review. Prepotif: Jurnal Kesehatan Masyarakat, 7(1), 564–574.

Ma, Z., Ajibade, A., & Zou, X. (2024). Docking strategies for predicting protein-ligand interactions and their application to structure-based drug design. Communications in Information and Systems, 24(3), 199–230.

Mustopa, A. Z., Izaki, A. F., Suharsono, S., Fatimah, F., Fauziyah, F., Damarani, R., Arwansyah, A., Wahyudi, S. T., Sari, S. S., Rozirwan, R., & Bachtiar, Z. (2023). Characterization, protein modeling, and molecular docking of factor C from Indonesian horseshoe crab (Tachypleus gigas). Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 21(1), 44.

Naufa, F., Mutiah, R., & Indrawijaya, Y. Y. A. (2021). Studi in silico potensi senyawa katekin teh hijau (Camellia sinensis) sebagai antivirus SARS-CoV-2 terhadap spike glycoprotein (6LZG) dan main protease (5R7Y). Journal of Food and Pharmaceutical Sciences, 10(1), 584–596.

Nursanti, O., Wardani, I., & Hadisoebroto, G. (2022). Validasi penambatan molekuler (docking) Zingiber officinale dan Cymbopogon citratus sebagai ligan aktif reseptor PPARγ. Jurnal Farmasi Higea, 14(1), 79–86.

Pinzi, L., & Rastelli, G. (2019). Molecular docking: Shifting paradigms in drug discovery. International Journal of Molecular Sciences, 20(18), 4331.

Pires, D. E., Blundell, T. L., & Ascher, D. B. (2015). pkCSM: Predicting small-molecule pharmacokinetic and toxicity properties using graph-based signatures. Journal of Medicinal Chemistry, 58(9), 4066–4072.

Puteri, S., Nugraha, D., Fujiyanti, V., & Ruswanto, R. (2021). Analisis molecular docking potensi senyawa artocarpin dari ekstrak daun kluwih (Artocarpus camansi) sebagai antidiabetes secara in silico. Jurnal Kesehatan Bakti Tunas Husada, 21(2), 283–292.

Rana, K. M., Maowa, J., Alam, A., Dey, S., Hosen, A., Hasan, I., Fujii, Y., Ozeki, Y., & Kawsar, S. M. A. (2021). In silico DFT study, molecular docking, and ADMET predictions of cytidine analogs with antimicrobial and anticancer properties. In Silico Pharmacology, 9(1), 42.

Sun, H., Saeedi, P., Karuranga, S., Pinkepank, M., Ogurtsova, K., Duncan, B. B., Stein, C., Basit, A., Chan, J. C. N., Mbanya, J. C., Pavkov, M. E., Ramachandaran, A., Wild, S. H., James, S., Herman, W. H., Zhang, P., Bommer, C., Kuo, S., Boyko, E. J., & Magliano, D. J. (2022). IDF Diabetes Atlas: Global, regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045. Diabetes Research and Clinical Practice, 183, 109119.

Sun, Q. (2022). The hydrophobic effects: Our current understanding. Molecules, 27(20), 1–27.

Teli, D. M., & Gajjar, A. K. (2023). Glycogen synthase kinase-3: A potential target for diabetes. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 92, 117406.

World Health Organization. (2023). Diabetes. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diabetes

Yazidi, M., Kammoun, E., Oueslati, I., & Chihaoui, M. (2024). Metformin-induced vitamin B12 deficiency in patients with type 2 diabetes: A narrative review with a practical approach for screening, diagnosing, and managing vitamin B12 deficiency. Korean Journal of Family Medicine, 45(4), 189–198.

Zhakipbekov, K., Turgumbayeva, A., Akhelova, S., Bekmuratova, K., Blinova, O., Utegenova, G., Shertaeva, K., Sadykov, N., Tastambek, K., Saginbazarova, A., Urazgaliyev, K., Tulegenova, G., Zhalimova, Z., & Karasova, Z. (2024). Antimicrobial and other pharmacological properties of Ocimum basilicum, Lamiaceae. Molecules, 29(2), 388.