Hva er protein-ligand-interaksjoner?

En ligand er et signalutløsende molekyl som passer til spesifikke reseptorproteinsteder lokalisert på cellevegger i den levende organismer.Når en ligand passer inn i det spesifikke proteinstedet, fører det til at proteinene fysisk form endres.Denne endringen i reseptorproteinets form kan da aktivere eller hemme en annen biologisk mekanisme knyttet til den spesifikke interaksjonen.Måten ligand og protein passer sammen og deres resulterende produkt kalles protein-ligand-interaksjoner.

Protein-ligand-interaksjoner er enormt kompliserte.Alle molekyler holdes sammen av sterke elektroniske krefter som omgir dem i deres tredimensjonale konfigurasjon i verdensrommet.Disse kreftene kan avvise eller tiltrekke andre molekyler, avhengig av deres elektroniske struktur.Biologiske molekyler fungerer ofte som magneter av enten som ladninger eller motsatte ladninger, avviser hverandre eller tiltrekker hverandre.

I tillegg påvirker den faktiske fysiske konfigurasjonen av de biologiske molekylene om de vil passe sammen og hvor presis passformen må være.Noen biologiske molekyler er fleksible og vil bøye seg i miljøene sine, og andre er mer stive.Hver reseptor har også et aktivt sted, som er det spesifikke stedet som utløser den biologiske endringen.Plasseringen av dette aktive nettstedet er viktig for å bestemme hvor sannsynlig det vil være å aktivere.Ligander og proteiner interagerer mens de flyter rundt på overflatene til celler i kroppen, så passformen vil ikke alltid være rett på, som en nøkkel passer inn i en lås.

Legemidler for å behandle sykdom, så vel som for forståelsen av de biologiske årsakene til selve sykdommen.For forskeren som er interessert i ligand-protein-interaksjoner for medikamentutvikling, må ytterligere faktorer vurderes.Noen slike hensyn inkluderer studiet av hvor effektivt det nye medikamentet vil være i binding til reseptorproteinet av interesse, potensielle bivirkninger og mekanismen som kroppen vil bryte ned stoffet. Det er mange kjemiske og datametoder tilgjengelig for å studere disse interaksjonene, som alle er basert på å finne den gratis ligandformen og ladningen til reseptoren som forskeren ønsker å endre atferdsmessig.Datastøttede designprogrammer brukes ofte til å studere protein-ligand-interaksjoner og utvikle nye medisiner for behandling av menneskelige sykdommer.Dette er mulig fordi mange fysiske og kjemiske trekk ved molekyler er velkjente, for eksempel deres elektroniske strukturer.