Što je ligand?

Ligand je mala signalna molekula koja je uključena u anorganske i biokemijske procese. U koordinacijskoj kemiji, ligand omogućuje stvaranje koordinacijskog kompleksa, odnosno povezivanje različitih molekula u otopini. Biokemija općenito definira ligande kao molekule glasnika, kao što su hormoni, supstrati ili čimbenici aktivacije i inhibicije.

U kemiji, ligandi često uključuju dijeljenje elektronskih parova za formiranje kompleksa. Mnogi ligandi sadrže dodatne usamljene parove elektrona koje koriste za distribuciju među ostalim atomima u kompleksu. Kao rezultat toga, mnoge od njih su same Lewisove baze ili donori elektronskih parova.

Kemija često klasificira ligande na temelju obrasca vezanja liganda, veličine i električnog naboja. Dentičnost, svojstvo kemijskih liganada, opisuje broj formacija veza koje se javljaju između liganada i drugih metala ili molekula unutar koordinacijskog kompleksa. Različiti brojevi veza rezultirat će različitim ukupnim trodimenzionalnim složenim strukturama. Na primjer, ligandi koji mogu ostvariti četiri veze u konačnici će dati tetraedarske strukture, dok oni koji se mogu vezati samo za jednu drugu molekulu, monodentatni ligandi, mogu formirati samo linearnu strukturu. Općenito, stabilnost kompleksa ovisi o vezama koje formira jedan ligand, što povećava strukturu i krutost veze.

Veličina i naboj također su kvalitete koje variraju unutar kemije liganda. Ne samo da će odrediti koliko se veza može formirati s drugim atomima, već će odrediti i vrstu atoma koji će biti doveden u koordinacijski kompleks. Masa i velika veličina također će promijeniti kutove pod kojima se ligandi vežu na druge atome u kompleksu.

U biokemiji, ligandi se odnose na signalne ili označavajuće molekule koje se vežu na određena mjesta na receptorima, enzimima ili drugim proteinima unutar stanice. Oni se kreću od hormona, koji vode do puteva prijenosa signala i signalnih kaskada unutar stanice, do osnovnih supstrata, koji se vežu na enzime i prolaze kroz jednu seriju kemijskih reakcija. Često se opisuju u smislu njihovog afiniteta vezanja, odnosno koliko snažno privlače i vežu svoju ciljnu molekulu.

Ligandi također mogu djelovati kao oznake za određene proteine ​​u post-translacijskim procesima modifikacije. Oni mogu aktivirati ili inhibirati različite proteine ​​na temelju njihovog stanja vezanja, ciljane proteine ​​kako bi ih usmjerili u različite regije unutar stanice ili označiti proteine ​​za razgradnju. U slučaju ubikvitina, na primjer, proteini su označeni s tri ili četiri molekule ubikvitina, tada će ih drugi enzimi vezati i razgraditi.