Las proteínas son macromoléculas dinámicas que llevan a cabo una amplia variedad de procesos esenciales; sin embargo, las actividades de la mayoría de las proteínas dependen de sus interacciones con otras moléculas o iones, conocidos como ligandos.
Las interacciones proteína-ligando son bastante específicas; a pesar de que numerosos ligandos potenciales rodean a una proteína celular en un momento dado, solo un ligando en particular puede unirse a esa proteína. Además, un ligando se une solo a un área específica en la superficie de la proteína, conocida como sitio de unión al ligando. La especificidad del sitio de unión al ligando de una proteína está determinada por la disposición de su cadena de aminoácidos, que le da al área su forma y reactividad química. Por lo tanto, un sitio de unión al ligando proporciona una forma complementaria a su ligando y mantiene el ligando en su lugar a través de interacciones químicas. Estas interacciones químicas suelen ser no covalentes; Sin embargo, dado que estas interacciones son reversibles y débiles, muchas de estas interacciones deben ocurrir simultáneamente para mantener unidos la proteína y el ligando.
La investigación que dilucida los mecanismos de interacción en los sitios de unión de ligandos generalmente involucra modelos in silico y enfoques in vitro. El modelado in silico utiliza computadoras para comparar estructuras de proteínas previamente conocidas y datos evolutivos para hacer predicciones para determinar la forma de unión óptima y el estado de energía del complejo proteína-ligando. Los enfoques in vitro complementan las predicciones in silico al proporcionar evidencia para la unión de ligandos a través de ensayos cinéticos y de unión en el laboratorio. La investigación de la unión de ligandos es importante para comprender las funciones de las proteínas y cómo realizan procesos celulares específicos tanto en condiciones sanas como enfermas. Por ejemplo, ciertas condiciones genéticas y cánceres pueden alterar la secuencia de una proteína, afectando en última instancia su capacidad para unirse a un ligando. Además, esta investigación también permite a los científicos diseñar fármacos con interacciones específicas y efectos secundarios mínimos al dirigirse al sitio de unión al ligando de una proteína implicada.
