Vad är protein-ligand-interaktioner?

En ligand är en signalutlösande molekyl som passar till specifika receptorproteinställen belägna på cellväggar i de levande organismernas kropp.När en ligand passar in på dess specifika proteinsställe gör det att proteinerna fysiska formen förändras.Denna förändring i receptorproteinets form kan sedan aktivera eller hämma en annan biologisk mekanism kopplad till den specifika interaktionen.Det sätt på vilket liganden och proteinet passar ihop och deras resulterande produkt kallas protein-ligandinteraktioner.

Protein-ligandinteraktioner är oerhört komplicerade.Alla molekyler hålls samman av starka elektroniska krafter som omger dem i deras tredimensionella konfiguration i rymden.Dessa krafter kan avvisa eller locka andra molekyler, beroende på deras elektroniska struktur.Biologiska molekyler fungerar ofta som magneter av antingen som laddningar eller motsatta laddningar, avvisar varandra eller lockar varandra.

Dessutom påverkar den faktiska fysiska konfigurationen av de biologiska molekylerna om de passar ihop och hur exakt passformen måste vara.Vissa biologiska molekyler är flexibla och kommer att böjas i sina miljöer, och andra är mer styva.Varje receptor har också en aktiv plats, som är den specifika platsen som utlöser den biologiska förändringen.Platsen för denna aktiva webbplats är viktig för att bestämma hur troligt det kommer att vara att aktivera.Ligander och proteiner interagerar medan de flyter runt på ytorna på cellerna i kroppen, så passformen kommer inte alltid att vara rakt på, som en nyckel passar in i ett lås.

Förstå protein-ligandinteraktioner är avgörande för skapandet av nya terapeutiskaLäkemedel för att behandla sjukdomar såväl som för förståelsen av de biologiska orsakerna till själva sjukdomen.För forskaren som är intresserad av ligand-proteininteraktioner för läkemedelsutveckling måste ytterligare faktorer beaktas.Vissa sådana överväganden inkluderar studien av hur effektiv det nya läkemedlet kommer att vara att binda till receptorproteinet av intresse, potentiella biverkningar och mekanismen genom vilken kroppen kommer att bryta ner läkemedlet.

Det finns många kemiska och datormetoder tillgängliga för att studera dessa interaktioner, som alla är baserade på att hitta den kompletta ligandformen och laddningen till receptorn som forskaren vill beteende modifiera.Datorstödda designprogram används ofta för att studera protein-ligandinteraktioner och utveckla nya läkemedel för behandling av mänskliga sjukdomar.Detta är möjligt eftersom många fysiska och kemiska egenskaper hos molekyler är välkända, till exempel deras elektroniska strukturer.