3.7
En la célula, las proteínas chocan aleatoriamente con otras moléculas, como otras proteínas, ácidos nucleicos y ligandos de moléculas pequeñas.
Si la unión es inespecífica, pocas interacciones no covalentes entre las moléculas dan lugar a una breve asociación.
Si un ligando específico se une a la proteína, forma extensas interacciones no covalentes a lo largo de superficies complementarias. Tales complejos son estables, permaneciendo unidos durante mucho tiempo, antes de disociarse.
La fuerza de una interacción de enlace se informa en términos de su constante de equilibrio, Kb, también llamada constante de enlace o asociación.
Kb se puede calcular a partir de la relación entre la concentración del complejo proteína-ligando y las concentraciones de proteína no unida y ligando que se encuentran en equilibrio.
Dada su relación con el cambio de energía libre debido a la unión, un Kb grande significa una gran disminución en delta G, lo que indica una fuerte afinidad entre la proteína y el ligando.
Dos procesos que compiten entre sí son importantes para la unión proteína-ligando: la asociación de una proteína y un ligando para formar un complejo y la disociación del complejo en los reactivos.
La constante de asociación, kon, es una medida del número de eventos de unión por segundo entre una proteína y su ligando; se puede utilizar para calcular la tasa de unión del ligando a la proteína a una concentración dada.
Por el contrario, koff es una medida del número de eventos de disociación; se puede usar para calcular qué tan rápido se desintegra el complejo.
Cuando la tasa de asociación es igual a la tasa de disociación, se alcanza un equilibrio, donde las concentraciones netas de productos y reactivos permanecen constantes.
Así, en equilibrio, kpor el producto de las concentraciones de equilibrio de la proteína y el ligando es igual a kpor la concentración de equilibrio del complejo proteína-ligando.
La reorganización de esta expresión también muestra que la relación entre ky koff es igual a Kb en equilibrio.
La constante de unión de equilibrio (Kb) cuantifica la fuerza de una interacción proteína-ligando. Kb se puede calcular de la siguiente manera cuando la reacción está en equilibrio:

donde P y L son la proteína y el ligando no unidos, respectivamente, y PL es el complejo proteína-ligando.
Como la cantidad de ligando unido también está relacionada con la tasa de unión del ligando, los experimentos también pueden determinar Kb examinando las tasas de asociación proteína-ligando (kon) y disociación (koff) utilizando la siguiente proporción:

Por lo tanto, se utilizan dos categorías de ensayos de unión para determinar la constante de unión en equilibrio: los que miden las concentraciones de equilibrio y los que miden la cinética de una reacción. En este caso, la reacción debe estar en equilibrio en el momento de la medición.
El método para determinar las concentraciones de equilibrio depende de la sensibilidad deseada y la facilidad de detección de la señal. Por estas razones, los ensayos espectroscópicos son los más utilizados. En estos experimentos, la reacción produce un cambio de absorbancia de un reactivo o de un producto a una longitud de onda determinada, detectable mediante un espectrofotómetro UV-Vis. Alternativamente, el reactivo o producto puede marcarse con una sonda fluorescente o puede contener un fluoróforo intrínseco. Entonces, el progreso de la reacción se puede medir a partir del cambio de fluorescencia. Estos ensayos se realizan variando las concentraciones de un reactivo mientras el resto del experimento se mantiene constante. Por tanto, los resultados se pueden representar gráficamente y analizar con varios métodos de ajuste de curvas.
Las interacciones entre proteínas y ligandos también se estudian utilizando una variedad de técnicas bioquímicas y espectroscópicas. El análisis estructural, mediante cristalografía de rayos X y espectroscopia de RMN, ayuda a predecir las interacciones proteína-ligando mediante simulaciones moleculares. Los enfoques teóricos y computacionales, como los estudios de acoplamiento de proteínas y ligandos, se utilizan ampliamente para caracterizar la posición y las interacciones de ligandos de moléculas pequeñas, incluidos los candidatos a fármacos. El diseño de fármacos asistido por computadora es una alternativa rápida y de bajo costo para acelerar el ritmo de las pruebas de fármacos convencionales de prueba y error.
En la célula, las proteínas chocan aleatoriamente con otras moléculas, como otras proteínas, ácidos nucleicos y ligandos de moléculas pequeñas.
Si la unión es inespecífica, pocas interacciones no covalentes entre las moléculas dan lugar a una breve asociación.
Si un ligando específico se une a la proteína, forma extensas interacciones no covalentes a lo largo de superficies complementarias. Tales complejos son estables, permaneciendo unidos durante mucho tiempo, antes de disociarse.
La fuerza de una interacción de enlace se informa en términos de su constante de equilibrio, Kb, también llamada constante de enlace o asociación.
Kb se puede calcular a partir de la relación entre la concentración del complejo proteína-ligando y las concentraciones de proteína no unida y ligando que se encuentran en equilibrio.
Dada su relación con el cambio de energía libre debido a la unión, un Kb grande significa una gran disminución en delta G, lo que indica una fuerte afinidad entre la proteína y el ligando.
Dos procesos que compiten entre sí son importantes para la unión proteína-ligando: la asociación de una proteína y un ligando para formar un complejo y la disociación del complejo en los reactivos.
La constante de asociación, kon, es una medida del número de eventos de unión por segundo entre una proteína y su ligando; se puede utilizar para calcular la tasa de unión del ligando a la proteína a una concentración dada.
Por el contrario, koff es una medida del número de eventos de disociación; se puede usar para calcular qué tan rápido se desintegra el complejo.
Cuando la tasa de asociación es igual a la tasa de disociación, se alcanza un equilibrio, donde las concentraciones netas de productos y reactivos permanecen constantes.
Así, en equilibrio, kpor el producto de las concentraciones de equilibrio de la proteína y el ligando es igual a kpor la concentración de equilibrio del complejo proteína-ligando.
La reorganización de esta expresión también muestra que la relación entre ky koff es igual a Kb en equilibrio.
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