Kaj je ligand?

Ligand je majhna signalna molekula, ki je vključena v anorganske in biokemične procese. V koordinacijski kemiji ligand omogoča tvorbo koordinacijskega kompleksa oziroma združevanje različnih molekul v raztopini. Biokemija na splošno opredeljuje ligande kot molekule sporočila, kot so hormoni, substrati ali aktivacijski in inhibicijski faktorji.

V kemiji ligandi pogosto vključujejo souporabo elektronskih parov za tvorbo kompleksov. Številni ligandi vsebujejo dodatne osamljene pare elektronov, ki jih uporabljajo za distribucijo med drugimi atomi v kompleksu. Posledično so mnoge od njih same Lewisove baze ali darovalci elektronskih parov.

Kemija pogosto razvršča ligande na podlagi vzorcev vezave ligandov, velikosti in električnega naboja. Dentičnost, lastnost kemičnih ligandov, opisuje število tvorb vezi, ki se pojavijo med ligandi in drugimi kovinami ali molekulami znotraj koordinacijskega kompleksa. Različne številke vezi bodo povzročile različne celotne tridimenzionalne kompleksne strukture. Na primer, ligandi, ki lahko dosežejo štiri vezi, bodo na koncu prinesli tetraedrske strukture, medtem ko lahko tisti, ki se lahko vežejo samo na eno drugo molekulo, monodentatni ligandi, tvorijo le linearno strukturo. Na splošno je stabilnost kompleksa odvisna od vezi, ki jih tvori en sam ligand, kar poveča strukturo in togost vezi.

Velikost in naboj sta tudi lastnosti, ki se razlikujejo znotraj kemije ligandov. Ne samo, da bodo določili, koliko vezi je mogoče tvoriti z drugimi atomi, temveč tudi določiti vrsto atomov, ki bodo vpeljani v koordinacijski kompleks. Velikost in velika velikost bosta spremenila tudi kote, pod katerimi se ligandi vežejo na druge atome v kompleksu.

V biokemiji se ligandi nanašajo na signalne ali označevalne molekule, ki se vežejo na določena mesta na receptorjih, encimih ali drugih beljakovinah v celici. Ti segajo od hormonov, ki vodijo do poti signalne transdukcije in signalnih kaskad znotraj celice, do osnovnih substratov, ki se vežejo na encime in so podvrženi eni sami seriji kemičnih reakcij. Pogosto jih opisujejo glede na njihovo vezavno afiniteto ali kako močno privlačijo in vežejo svojo ciljno molekulo.

Ligandi lahko delujejo tudi kot oznake za nekatere beljakovine v post-translacijskih modifikacijah. Lahko aktivirajo ali zavirajo različne beljakovine na podlagi njihovih veznih stanj, ciljne beljakovine, da jih usmerijo v različna področja znotraj celice, ali označijo beljakovine za razgradnjo. V primeru ubikvitina, na primer, so beljakovine označene s tremi ali štirimi molekulami ubikvitina, potem jih bodo drugi encimi vezali in razgradili.