Hvad er protein-ligand-interaktioner?
En ligand er et signal-triggerende molekyle, der passer til specifikke receptorproteinsteder placeret på cellevægge i de levende organismerkrop. Når en ligand passer ind i sit specifikke proteinsted, får det proteinets fysiske form til at ændre sig. Denne ændring i receptorproteinets form kan derefter aktivere eller hæmme en anden biologisk mekanisme knyttet til den specifikke interaktion. Den måde, hvorpå liganden og proteinet passer sammen, og deres resulterende produkt kaldes protein-ligand-interaktioner.
protein-ligand-interaktioner er meget komplicerede. Alle molekyler holdes sammen af stærke elektroniske kræfter, der omgiver dem i deres tredimensionelle konfiguration i rummet. Disse kræfter kan afvise eller tiltrække andre molekyler, afhængigt af deres elektroniske struktur. Biologiske molekyler fungerer ofte som magneter af enten som ladninger eller modsatte ladninger, afvise hinanden eller tiltrække hinanden.
Derudover er den faktiske fysiske konfiguration af den biologiske MolecUles påvirker, om de vil passe sammen, og hvor præcis pasform skal være. Nogle biologiske molekyler er fleksible og vil bøje sig i deres miljøer, og andre er mere stive. Hver receptor har også et aktivt sted, som er det specifikke sted, der udløser den biologiske ændring. Placeringen af dette aktive sted er vigtig for at bestemme, hvor sandsynligt det vil være at aktivere. Ligander og proteiner interagerer, mens de flyder rundt på overfladerne på celler i kroppen, så pasningen vil ikke altid være lige på, ligesom en nøgle passer ind i en lås.
Forståelse af protein-ligand-interaktioner er afgørende for oprettelsen af nye terapeutiske lægemidler til behandling af sygdom såvel som for forståelsen af de biologiske årsager til selve sygdommen. For forskeren, der er interesseret i ligand-protein-interaktioner til lægemiddeludvikling, skal der overvejes yderligere faktorer. Nogle sådanne overvejelser inkluderer undersøgelsenaf hvor effektivt det nye lægemiddel vil være i binding til receptorproteinet af interesse, potentielle bivirkninger og den mekanisme, hvormed kroppen vil nedbryde lægemidlet.
Der er adskillige kemiske og computermetoder til rådighed til undersøgelse af disse interaktioner, som alle er baseret på at finde den gratis ligandform og ladning til den receptor, som forskeren ønsker at ændre adfærdsmæssigt. Computerstøttede designprogrammer bruges ofte til at studere protein-ligand-interaktioner og udvikle nye lægemidler til behandling af menneskelige sygdomme. Dette er muligt, fordi mange fysiske og kemiske træk ved molekyler er velkendte, såsom deres elektroniske strukturer.