4.1: Сайты связывания лиганда
Белки — это динамические макромолекулы, которые выполняют широкий спектр основных процессов. Однако активность большинства белков зависит от их взаимодействия с другими молекулами или ионами, известными как лиганды.
Взаимодействия белок-лиганд весьма специфичны; даже несмотря на то, что в любой момент времени клеточный белок окружает множество потенциальных лигандов, только конкретный лиганд может связываться с этим белком. Более того, лиганд связывается только с выделенной областью на поверхности белка, известной как лиганд-связывающий участок. Специфичность белкового сайта связывания лиганда определяется расположением его аминокислотной цепи, которая придает области форму и химическую реактивность. Таким образом, сайт связывания лиганда обеспечивает форму, соответствующую его лиганду, и удерживает лиганд на месте посредством химических взаимодействий. Эти химические взаимодействия часто нековалентны; однако, поскольку эти взаимодействия обратимы и слабы, многие из этих взаимодействий должны происходить одновременно, чтобы удерживать вместе белок и лиганд .
Исследования, выясняющие механизмы взаимодействия в сайтах связывания лигандов, обычно включают моделирование in silico и in vitro подходы. При моделировании in silico компьютеры используются для сравнения ранее известных структур белков и эволюционных данных, чтобы делать прогнозы для определения оптимальной формы связывания и энергетического состояния комплекса белок-лиганд. Подходы in vitro дополняют in silico прогнозы, предоставляя доказательства связывания лиганда посредством анализа связывания и кинетических анализов в лаборатории. Исследования связывания лигандов важны для понимания функций белков и того, как они выполняют определенные клеточные процессы, как в условиях здоровья, так и в условиях болезни. Например, определенные генетические состояния и рак могут изменить последовательность белка, в конечном счете влияя на его способность связывать лиганд. Кроме того, это исследование также позволяет ученым разрабатывать лекарства со специфическим взаимодействием и минимальными побочными эффектами, воздействуя на сайт связывания лиганда задействованного белка.
