Hva er en Ligand?

En ligand er et lite signalmolekyl som er involvert i både uorganiske og biokjemiske prosesser. I koordinasjonskjemi muliggjør en ligand dannelse av et koordinasjonskompleks, eller assosiasjon av forskjellige molekyler i løsning. Biokjemi definerer generelt ligander som messenger-molekyler, for eksempel hormoner, substrater, eller aktiverings- og hemningsfaktorer.

I kjemi involverer ligander ofte deling av elektronpar for å danne kompleksene. Mange ligander inneholder ekstra ensomme elektronpar som de bruker for å fordele blant de andre atomene i komplekset. Som et resultat er mange av disse selv Lewis-baser, eller elektronpaar-givere.

Kjemi klassifiserer ofte ligander basert på ligandbindingsmønstre, størrelse og elektrisk ladning. Tanntetning, en egenskap til kjemiske ligander, beskriver antall bindingsformasjoner som oppstår mellom ligander og de andre metaller eller molekyler i et koordinasjonskompleks. Ulike bindingsnumre vil resultere i forskjellige overordnede tredimensjonale komplekse strukturer. For eksempel vil ligander som kan oppnå fire bindinger til slutt gi tetraedriske strukturer, mens de som bare kan binde seg til et annet molekyl, monodentatligander, bare kan danne en lineær struktur. Generelt er stabiliteten til komplekset avhengig av bindingene dannet av en enkelt ligand, noe som øker strukturen og bindingsstivheten.

Størrelse og ladning er også kvaliteter som varierer innen ligandkjemi. Ikke bare vil de bestemme hvor mange bindinger som kan dannes med andre atomer, men de bestemmer også hvilken type atomer som skal føres inn i koordinasjonskomplekset. Bulk og stor størrelse vil også endre vinklene som ligander binder seg til de andre atomene i et kompleks.

I biokjemi refererer ligander til signalering eller merking av molekyler som binder seg til visse steder på reseptorer, enzymer eller andre proteiner inne i en celle. Disse spenner fra hormoner, som fører til signaltransduksjonsveier og signalkaskader i en celle, til basale underlag, som binder seg til enzymer og gjennomgår en serie kjemiske reaksjoner. De blir ofte beskrevet med tanke på deres bindingsaffinitet, eller hvor sterkt de tiltrekker og binder målmolekylet.

Ligander kan også fungere som etiketter for visse proteiner i post-translasjonsmodifiseringsprosesser. De kan aktivere eller hemme forskjellige proteiner basert på deres bindingstilstander, målproteiner for å lede dem til forskjellige regioner inne i cellen, eller merke proteiner for nedbrytning. Når det gjelder ubiquitin, for eksempel, er proteiner merket med tre eller fire ubiquitin-molekyler, da vil andre enzymer binde og nedbryte dem.