Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas (Quantitative Structure Activity Relationship)

HKSA (QSAR)

Perkembangan dibidang ilmu kimia medisinal terutama pada perancangan obat baru yang menggunakan disiplin ilmu yang dikenal sebagai Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas (HKSA) dimulai pada tahun 1964.

Perancangan obat terutama bertujuan untuk mengoptimasi aktivitas biologis kelompok senyawa bioaktif baru melalui variasi subtituen. Analisis Hansch menghubungkan harga aktivitas biologis dengan sifat-sifat kimia fisika secara analisis linier, multilinier dan non-linier, dengan demikian sesungguhnya analisis Hansch adalah model hubungan antar sifat-sifat yang dimiliki terhadap aktivitas biologis. Pada kenyataannya parameter yang digunakan pada analisis Hansch adalah harga kaitan linier energi bebas. Pengembangan hubungan reaktivitas dengan parameter subtituen diterapkan secara matematis pada hubungan kuantitatif antara struktur dan aktivitas, yang dikenal sebagai model kaitan linier energi bebas (Linier Free Energi Related = LFER), juga dikenal sebagai model ekstratermodinamika atau persamaan analisis model Hansch. Model ini diketemukan oleh Hammett pada permulaan tahun 1930-an. Penalaran ekstratermodinamika dihubungkan dengan laju reaksi (hidrolisis) turunan asam benzoat sebagai dasar, yang kemudian dikenal sebagai persamaan Hammett dengan rumusan sebagai berikut :

                                log kx – log kH = ρσ                                                   (1)

Persamaan (II.1) diatas dapat juga ditulis menjadi

                                    log (kx/kH) = ρσ                                                     (2)

dimana kx dan kH adalah tetapan keseimbangan reaksi untuk senyawa tersubstitusi X dan H, σ dalah parameter energi bebas linier yang merupakan ukuran efek elektronik.  Subtituen pada pusat reaksi dan harganya tergantung pada jenis dan kedudukan subtituen (parameter substituen),  ρ adalah tetapan yang tergantung pada jenis dan kondisi reaksi serta jenis senyawa (Lee, 1996; Sardjoko,1993).

Analisis HKSA

Tujuan utama upaya desain suatu obat dalam ilmu kimia medisinal adalah supaya dapat menemukan suatu molekul yang akan menghasilkan efek biologis yang bermanfaat tanpa berakibat efek biologis yang merugikan. Sebagai contoh, suatu senyawa yang dapat menurunkan tekanan darah dapat juga memiliki efek samping pada sistem saraf pusat. Dengan demikian merupakan suatu kesalahan apabila tujuan utama  akan dapat tercapai dengan sempurna, tetapi efek negatif obat tersebut juga cukup merugikan. Taylor dan Kennewal (dalam Siswandono,1995) memberi batasan kimia medisinal yang lebih spesifik yaitu sebagai studi kimiawi senyawa atau obat yang dapat memberikan efek menguntungkan dalam sistem kehidupan, yang melibatkan studi hubungan struktur kimia senyawa dengan aktivitas biologis dan model kerja senyawa pada sistem biologis, dalam usaha mendapatkan efek terapetik obat yang maksimal dan memperkecil efek samping yang tidak diinginkan (Dean,1995).

               Rancangan obat diterapkan dalam upaya untuk mendapatkan obat baru berdasarkan penalaran yang rasional dengan semaksimal mungkin mengurangi faktor coba-coba. Secara tidak langsung hal ini akan menghemat waktu, biaya, tenaga dan pikiran. Penalaran yang rasional mengandung pengertian tidak merasionalkan data yang telah ada, tetapi cenderung terletak pada hasil pengolahan data. Kesimpulan yang mengandung kekuatan perkiraan jauh lebih berguna daripada hanya berupa ringkasan dari sekumpulan pengamatan. Perkiraan yang didasarkan pada perhitungan kuantitatif antara sifat-sifat fisikokimia dan potensi suatu seri senyawa mempunyai kekuatan yang berarti sebagai salah satu usaha untuk menemukan obat baru.(Sardjoko, 1993; Kubinyi, 1993)

            Hubungan antara struktur dan aktivitas biologis tersebut dinyatakan secara matematis, sehingga disebut Hubungan Kuantitatif Struktur Aktivitas atau Quantitative Structure Activity Relationship. Asumsi mendasar dari HKSA adalah bahwa terdapat hubungan kuantitatif antara sifat mikroskopis (struktur molekul) dan sifat makroskopik/empiris  (aktivitas biologis) dari suatu molekul. Istilah struktur tidak hanya terbatas pada pengertian pengaturan ruang dan hubungan antar atom dalam molekul saja, tetapi juga termasuk sifat fisika dan kimia yang melekat pada susunan tersebut (Franke, 1984; Yaffe, 2001).

Be Sociable, Share!