¿Qué son las interacciones proteína-ligando?
Un ligando es una molécula activadora de señal que se adapta a sitios específicos de proteínas receptoras ubicadas en las paredes celulares del cuerpo de los organismos vivos. Cuando un ligando encaja en su sitio de proteína específico, hace que cambie la forma física de la proteína. Este cambio en la forma de la proteína del receptor podría activar o inhibir otro mecanismo biológico vinculado a esa interacción específica. La manera en que el ligando y la proteína se unen y su producto resultante se denominan interacciones proteína-ligando.
Las interacciones proteína-ligando son muy complicadas. Todas las moléculas se mantienen unidas por fuertes fuerzas electrónicas que las rodean en su configuración tridimensional en el espacio. Estas fuerzas pueden repeler o atraer otras moléculas, dependiendo de su estructura electrónica. Las moléculas biológicas a menudo actúan como imanes de cargas similares o cargas opuestas, se repelen entre sí o se atraen.
Además, la configuración física real de las moléculas biológicas afecta si encajarán juntas y cuán preciso debe ser el ajuste. Algunas moléculas biológicas son flexibles y se doblarán en sus entornos, y otras son más rígidas. Cada receptor también tiene un sitio activo, que es el lugar específico que desencadena el cambio biológico. La ubicación de este sitio activo es importante para determinar la probabilidad de activación. Los ligandos y las proteínas interactúan mientras flotan en las superficies de las células del cuerpo, por lo que el ajuste no siempre será recto, como si una llave encajara en una cerradura.
Comprender las interacciones proteína-ligando es vital para la creación de nuevos fármacos terapéuticos para tratar la enfermedad, así como para la comprensión de las causas biológicas de la enfermedad en sí. Para el investigador interesado en las interacciones ligando-proteína para el desarrollo de fármacos, se deben considerar factores adicionales. Algunas de estas consideraciones incluyen el estudio de cuán efectivo será el nuevo fármaco para unirse a la proteína receptora de interés, los posibles efectos secundarios y el mecanismo por el cual el cuerpo descompondrá el fármaco.
Existen numerosos métodos químicos e informáticos disponibles para estudiar estas interacciones, todos los cuales se basan en encontrar la forma y carga del ligando complementario para el receptor que el investigador desea modificar conductualmente. Los programas de diseño asistidos por computadora se usan comúnmente para estudiar las interacciones proteína-ligando y desarrollar nuevos medicamentos para tratar enfermedades humanas. Esto es posible porque muchos rasgos físicos y químicos de las moléculas son bien conocidos, como sus estructuras electrónicas.