4.1: Sites de liaison au ligand
Les protéines sont des macromolécules dynamiques qui exécutent une grande variété de processus essentiels ; cependant, les activités de la plupart des protéines dépendent de leurs interactions avec d'autres molécules ou ions, appelés ligands.
Les interactions protéine-ligand sont assez spécifiques ; même si de nombreux ligands potentiels entourent une protéine cellulaire à un moment donné, seul un ligand particulier peut se lier à cette protéine. De plus, un ligand ne se lie qu'à une zone dédiée à la surface de la protéine, connue sous le nom de site de liaison du ligand. La spécificité du site de liaison au ligand d'une protéine est déterminée par la disposition de sa chaîne d'acides aminés qui donne à la zone sa forme et sa réactivité chimique. Par conséquent, un site de liaison au ligand fournit une forme complémentaire à son ligand et maintient le ligand en place via des interactions chimiques. Ces interactions chimiques sont souvent non covalentes ; cependant, étant donné que ces interactions sont réversibles et faibles, bon nombre de ces interactions doivent se produire simultanément pour maintenir ensemble la protéine et le ligand.
La recherche qui élucide les mécanismes d'interaction au niveau des sites de liaison des ligands implique généralement une modélisation in silico et des approches in vitro. La modélisation in silico utilise des ordinateurs pour comparer les structures protéiques déjà connues et les données évolutives afin de faire des prédictions dans le but de déterminer la forme de liaison optimale et l'état énergétique du complexe protéine-ligand. Les approches in vitro complètent les prédictions in silico en fournissant des preuves de la liaison du ligand par le biais d'essais de liaison et cinétiques en laboratoire. La recherche sur la liaison des ligands est importante pour comprendre les fonctions des protéines et la manière dont elles exécutent des processus cellulaires spécifiques à la fois dans des conditions physiologiques et pathologiques. Par exemple, certaines maladies génétiques et certains cancers peuvent altérer la séquence d'une protéine, affectant finalement sa capacité à se lier à un ligand. En outre, cette recherche permet également aux scientifiques de concevoir des médicaments avec des interactions spécifiques et des effets secondaires minimes en ciblant le site de liaison au ligand d'une protéine impliquée.
