Ligand

Ligand (l. ligare - binde, ligandum - binding) - Molekyl, funksjonell kjemisk gruppe eller grunnstoff (ion)  som binder seg til en annen kjemisk forbindelse som virker som et mottakermolekyl (reseptor). Når liganden binder seg til reseptormolekylet blir det ofte overført et signal., e.g. ligandstyrte ionekanaler , elicitor. En ligand kan også være er et molekyl eller protein som kan binde seg reversibelt til et annet protein.  

Stedet hvor en ligand bindes kalles bindingssete. Et protein kan ha flere bindingsseter for flere forskjellig typer ligander.

En reversibel binding av en ligand L til et protein P kan uttrykkes som (i modellen kan man også bruke R for reseptor i stedet for P):

\(\displaystyle P + L \leftrightarrow PL \)

De to reaksjonene har hver sin  hastighetskonstant, en første ordens hastighetsdissosiasjonskonsant kd (s-1)

\(\displaystyle PL\;\; _\rightarrow ^{k_d}\;\; P + L\)

og en andre ordens hastighetsassosiasjonskonstant ka (M-1s-1):

\(\displaystyle L + P \;\; _\rightarrow ^{k_a}\;\; PL\)

Man kan uttrykke likevektskonstanten og dissosiasjonstanten Kd:

\(\displaystyle K_d = \frac{[P][L]}{[PL]}= \frac{k_d}{k_a}\)

\(\displaystyle [PL]= \frac{[P][L]}{K_d}\)

[P] og [L] er konsentrasjon av henholdsvis fritt protein og ligand og [PL] er konsentrasjonen av protein-ligandkompleks.

Forholdet mellom bindingsseter på proteinet som er opptatt bundet til ligander og totalantallet ligander angitt som θ (theta):

\(\displaystyle \theta= \frac{[PL]}{[PL]+[P]}\)

\(\displaystyle \theta= \frac{[L]}{[L] + K_d}\)

Når konsentrasjonen av ligand [L]= Kd er halvparten av bindingssete opptatt.

Man kan også gjøre tilsvarende for assosiasjonskonstanten Ka, men bruk av Kd er mer vanlig i bruk:

\(\displaystyle K_a= \frac{[PL]}{[P][L]}\)

\(\displaystyle K_d= \frac{1}{K_a}\)

For eksempel binding av oksygen (O2) som ligand til proteinet myoglobin (Mb):

\(\displaystyle Mb + O_2 \leftrightarrow\; MbO_2\)

Pil til venstre angir dissosiasjonskonstanten Kd:

\(\displaystyle K_d= \frac{[Mb][O_2]}{[MbO_2]}\)

\(\displaystyle [MbO_2] =\frac{[Mb][O_2]}{K_d}\)

Setter inn for [MbO2] og løser

\(\displaystyle \theta= \frac{[MbO_2]}{[Mb]+[MbO_2] }= \frac{[O_2]}{[O_2]+ K_d} \)

Man kan lage en grafisk framstilling av θ på y-aksen og [L] på x-aksen som gir en hyperbolsk funksjon. For oksygen (O2) som ligand for hemoglobin eller myoglobin angir man partialtrykket for oksygen (pO2) over en væske. Avhengig av partialtrykk, temperatur og løselighet for oksygen vil det bli en oksygenmengde i væsken med konsentrasjon µmol per liter

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:33 - Sist endret 16. mai 2021 11:28