Ligando (bioquímica)
En bioquímica y farmacología , un ligando es una sustancia que forma un complejo con una biomolécula para cumplir un propósito biológico. La etimología proviene de ligare , que significa 'unir'. En la unión proteína-ligando, el ligando suele ser una molécula que produce una señal al unirse a un sitio en una proteína diana . La unión normalmente da como resultado un cambio de isomería conformacional (conformación) de la proteína diana. En los estudios de unión de ADN-ligando, el ligando puede ser una pequeña molécula, ión, [1] o proteína.[2] que se une a la doble hélice del ADN . La relación entre el ligando y el compañero de unión es función de la carga, la hidrofobicidad y la estructura molecular. La instancia de enlace ocurre en un rango infinitesimal de tiempo y espacio, por lo que la constante de velocidad suele ser un número muy pequeño.
La unión se produce por fuerzas intermoleculares , como enlaces iónicos , enlaces de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals . La asociación o acoplamiento es realmente reversible a través de la disociación. La unión covalente mensurable e irreversible entre un ligando y una molécula diana es atípica en los sistemas biológicos. En contraste con la definición de ligando en la química metalorgánica e inorgánica , en bioquímica es ambiguo si el ligando generalmente se une a un sitio metálico , como es el caso de la hemoglobina.. En general, la interpretación del ligando es contextual con respecto al tipo de unión que se ha observado.
La unión del ligando a una proteína receptora altera la conformación al afectar la orientación de la forma tridimensional. La conformación de una proteína receptora compone el estado funcional. Los ligandos incluyen sustratos , inhibidores , activadores , lípidos de señalización y neurotransmisores . La tasa de unión se llama afinidad y esta medida tipifica una tendencia o fuerza del efecto. La afinidad de unión se actualiza no solo por las interacciones huésped-huésped , sino también por los efectos solventes que pueden desempeñar un papel estérico dominante que impulsa la unión no covalente en la solución. [3] El disolvente proporciona un entorno químico para que el ligando y el receptor se adapten y, por lo tanto, se acepten o rechacen entre sí como socios.
Los radioligandos son compuestos marcados con radioisótopos que se utilizan in vivo como trazadores en estudios de PET y para estudios de unión in vitro .
La interacción de ligandos con sus sitios de unión se puede caracterizar en términos de afinidad de unión. En general, la unión de ligando de alta afinidad resulta de mayores fuerzas de atracción entre el ligando y su receptor, mientras que la unión de ligando de baja afinidad implica una fuerza de atracción menos. En general, la unión de alta afinidad da como resultado una mayor ocupación del receptor por su ligando que en el caso de la unión de baja afinidad; el tiempo de residencia (vida útil del complejo receptor-ligando) no se correlaciona. La unión de alta afinidad de ligandos a receptores es a menudo fisiológicamente importante cuando parte de la energía de unión puede usarse para provocar un cambio conformacional en el receptor, dando como resultado un comportamiento alterado, por ejemplo, de un canal iónico o enzima asociado .
Un ligando que puede unirse y alterar la función del receptor que desencadena una respuesta fisiológica se llama agonista del receptor . Los ligandos que se unen a un receptor pero no activan la respuesta fisiológica son antagonistas del receptor .
