Che cos'è un ligando?

Un ligando è una piccola molecola di segnalazione che è coinvolta in processi sia inorganici che biochimici. Nella chimica di coordinazione, un ligando consente la formazione di un complesso di coordinazione o l'associazione di diverse molecole in soluzione. La biochimica generalmente definisce i ligandi come molecole messaggere, come ormoni, substrati o fattori di attivazione e inibizione.

In chimica, i ligandi spesso implicano la condivisione di coppie di elettroni per formare i complessi. Molti ligandi contengono coppie extra solitarie di elettroni che usano per distribuire tra gli altri atomi nel complesso. Di conseguenza, molti di questi sono essi stessi basi di Lewis o donatori di coppie di elettroni.

La chimica spesso classifica i ligandi in base a modelli, dimensioni e carica elettrica di legame dei ligandi. La autenticità, una proprietà dei ligandi chimici, descrive il numero di formazioni di legame che si verificano tra i ligandi e gli altri metalli o molecole all'interno di un complesso di coordinazione. Numeri di legame diversi comporteranno strutture complesse tridimensionali complessive diverse. Ad esempio, i ligandi che possono raggiungere quattro legami alla fine produrranno strutture tetraedriche, mentre quelli che possono legarsi solo a un'altra molecola, i ligandi monodentati, possono solo formare una struttura lineare. In generale, la stabilità del complesso dipende dai legami formati da un singolo ligando, il che aumenta la struttura e la rigidità del legame.

Dimensioni e carica sono anche qualità che variano all'interno della chimica dei ligandi. Non solo determineranno quanti legami possono essere formati con altri atomi, ma determineranno anche il tipo di atomi che verranno introdotti nel complesso di coordinamento. Le dimensioni in serie e di grandi dimensioni modificheranno anche gli angoli in cui i leganti si legano agli altri atomi in un complesso.

In biochimica, i ligandi si riferiscono alla segnalazione o all'etichettatura di molecole che si legano a determinati siti su recettori, enzimi o altre proteine ​​all'interno di una cellula. Questi vanno dagli ormoni, che portano a percorsi di trasduzione del segnale e cascate di segnale all'interno di una cellula, a substrati di base, che si legano agli enzimi e subiscono una singola serie di reazioni chimiche. Sono spesso descritti in termini di affinità di legame o di quanto fortemente attraggono e legano la loro molecola bersaglio.

I ligandi possono anche fungere da etichette per determinate proteine ​​nei processi di modifica post-traduzionale. Possono attivare o inibire diverse proteine ​​in base ai loro stati di legame, indirizzare le proteine ​​per indirizzarle verso diverse regioni all'interno della cellula o etichettare le proteine ​​per la degradazione. Nel caso dell'ubiquitina, ad esempio, le proteine ​​sono etichettate con tre o quattro molecole di ubiquitina, quindi altri enzimi si legheranno e li degraderanno.