4.4
In der Zelle kollidieren Proteine zufällig mit anderen Molekülen, wie z. B. anderen Proteinen, Nukleinsäuren und niedermolekularen Liganden.
Wenn die Bindung unspezifisch ist, führen einige nicht-kovalente Wechselwirkungen zwischen den Molekülen zu einer kurzen Assoziation.
Bindet ein bestimmter Ligand an das Protein, bildet er ausgedehnte nicht-kovalente Wechselwirkungen entlang komplementärer Oberflächen. Solche Komplexe sind stabil und bleiben lange Zeit gebunden, bevor sie sich dissoziieren.
Die Stärke einer Bindungswechselwirkung wird in Bezug auf ihre Gleichgewichtskonstante Kb angegeben, die auch als Bindungs- oder Assoziationskonstante bezeichnet wird.
Kb kann aus dem Verhältnis der Konzentration des Protein-Liganden-Komplexes zu den Konzentrationen des ungebundenen Proteins und des Liganden im Gleichgewicht berechnet werden.
Aufgrund seiner Beziehung zur Änderung der freien Energie aufgrund der Bindung bedeutet ein großes Kb eine starke Abnahme von Delta G, was auf eine starke Affinität zwischen Protein und Liganden hinweist.
Für die Protein-Liganden-Bindung sind zwei konkurrierende Prozesse wichtig: die Assoziation eines Proteins und eines Liganden zu einem Komplex und die Dissoziation des Komplexes in die Reaktanten.
Die Assoziationskonstante kon ist ein Maß für die Anzahl der Bindungsereignisse pro Sekunde zwischen einem Protein und seinem Liganden; sie kann verwendet werden, um die Bindungsrate des Liganden an das Protein bei einer bestimmten Konzentration zu berechnen.
Umgekehrt ist koff ein Maß für die Anzahl der Dissoziationsereignisse; es kann verwendet werden, um zu berechnen, wie schnell der Komplex auseinanderfällt.
Wenn die Assoziationsrate der Dissoziationsrate entspricht, wird ein Gleichgewicht erreicht, bei dem die Nettokonzentrationen von Produkten und Reaktanten konstant bleiben.
Somit ist im Gleichgewicht kon mal das Produkt aus den Gleichgewichtskonzentrationen des Proteins und des Liganden gleich koff mal der Gleichgewichtskonzentration des Protein-Liganden-Komplexes.
Die Neuanordnung dieses Ausdrucks zeigt auch, dass das Verhältnis von kon zu koff gleich Kb im Gleichgewicht ist.
Die Gleichgewichtsbindungskonstante (Kb) quantifiziert die Stärke einer Protein-Ligand-Wechselwirkung. Kb kann wie folgt berechnet werden, wenn sich d…
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