Co je to Ligand?

Ligand je malá signalizační molekula, která se podílí na anorganických i biochemických procesech. V koordinační chemii umožňuje ligand vytvoření koordinačního komplexu nebo asociaci různých molekul v roztoku. Biochemie obecně definuje ligandy jako messengerové molekuly, jako jsou hormony, substráty nebo aktivační a inhibiční faktory.

V chemii ligandy často zahrnují sdílení párů elektronů za vzniku komplexů. Mnoho ligandů obsahuje extra osamocené páry elektronů, které používají k distribuci mezi ostatní atomy v komplexu. Jako výsledek, mnoho z nich jsou sami Lewisovy báze nebo dárci elektronových párů.

Chemie často klasifikuje ligandy na základě vzorců vázání, velikosti a elektrického náboje. Denticita, vlastnost chemických ligandů, popisuje počet vazebných útvarů, které se vyskytují mezi ligandy a jinými kovy nebo molekulami v koordinačním komplexu. Různá čísla vazeb povedou k různým celkově trojrozměrným složitým strukturám. Například ligandy, které mohou dosáhnout čtyř vazeb, nakonec povedou ke čtyřstěnným strukturám, zatímco ligandy, které se mohou vázat pouze k jedné další molekule, monodentátním ligandům, mohou tvořit pouze lineární strukturu. Obecně je stabilita komplexu závislá na vazbách vytvořených jediným ligandem, což zvyšuje strukturu a tuhost vazby.

Velikost a náboj jsou také vlastnosti, které se liší v chemii ligandů. Nejen, že určí, kolik vazeb lze vytvořit s jinými atomy, ale také určují typ atomů, které budou přivedeny do koordinačního komplexu. Objemná a velká velikost také změní úhly, ve kterých se ligandy vážou k ostatním atomům v komplexu.

V biochemii se ligandy týkají signalizačních nebo značících molekul, které se vážou na určitá místa na receptorech, enzymech nebo jiných proteinech uvnitř buňky. Ty sahají od hormonů, které vedou k signálním transdukčním drahám a signálním kaskádám v buňce, k základním substrátům, které se vážou na enzymy a podléhají jedné sérii chemických reakcí. Často jsou popsány z hlediska jejich vazebné afinity nebo toho, jak silně přitahují a váží svou cílovou molekulu.

Ligandy mohou také působit jako značky pro určité proteiny v posttranslačních modifikačních procesech. Mohou aktivovat nebo inhibovat různé proteiny na základě svých vazebných stavů, cílové proteiny k jejich nasměrování do různých oblastí uvnitř buňky, nebo značit proteiny pro degradaci. Například v případě ubikvitinu jsou proteiny značeny třemi nebo čtyřmi ubikvitinovými molekulami, pak se další enzymy váží a degradují.