Vezava na beljakovine opisuje sposobnost beljakovin, da tvorijo vezi z drugimi snovmi, najpogosteje pa se nanaša na vezavo zdravil na te molekule v krvni plazmi, rdečih krvnih celicah, drugih komponentah krvi in na tkivnih membranah. Lahko pa se nanaša na druge kemikalije, ki vstopajo v krvni obtok. V kontekstu farmakologije količina zdravila, ki je vezana, določa, kako učinkovito je v telesu. Vezano zdravilo se zadrži v krvnem obtoku, medtem ko se nevezana komponenta lahko presnovi ali izloči, zaradi česar postane aktivni del. Torej, če je zdravilo 95 % vezanega na vezni protein in 5 % je prostega, to pomeni, da je 5 % aktivnih v sistemu in povzroča farmakološke učinke.
Kako se zgodi zavezovanje
Beljakovine so zelo velike in izjemno kompleksne molekule, sestavljene iz verig aminokislin, povezanih s peptidnimi vezmi, in lahko prevzamejo različne zapletene oblike. Lahko se vežejo z molekulami, vključno z drugimi beljakovinami, na določenih mestih, znanih kot vezavna mesta, ki so pogosto sestavljena iz vdolbinic, v katere se lahko druge molekule ali njihovi deli lepo prilegajo. Pomembne so tudi kemijske lastnosti veznega mesta in druge molekule: vezava bo izvedena le, če je kemično izvedljiva. En sam protein ima lahko več kot eno vezavno mesto.
En primer je hemoglobin, beljakovina, ki je odgovorna za transport kisika iz pljuč v druge dele telesa. Ima štiri mesta, ki se lahko vežejo na molekulo kisika. Vez, ki nastane v tem primeru, je precej šibka – mora biti, da se kisik zlahka odstrani tam, kjer je potreben. V drugih primerih se lahko molekule vežejo močneje. Težnja zdravila, da se veže z beljakovinami, in moč vezi sta pomembna dejavnika v farmakologiji.
Vezava zdravil
Beljakovine, ki so običajno vključene v vezavo z zdravili, so albumin, lipoproteini in a1-kisli glikoprotein (AGP). Kisle in nevtralne spojine se nagibajo k vezivanju z albuminom, ki je bazičen, medtem ko se bazične snovi vežejo predvsem na kislo molekulo AGP. Kisle molekule se lahko vežejo tudi z lipoproteini, če je albumin nasičen. To ni zavezujoče v ožjem pomenu besede; je bližje raztapljanju in je pogost v lipidih ali maščobah, topnih snoveh.
Vezava je pogosto reverzibilna in v teh primerih lahko ustvari kemično ravnovesje, v katerem lahko kemična reakcija poteka nazaj in naprej brez neto sprememb reaktantov in produktov. To je predstavljeno kot:
beljakovine + zdravilo ⇌ kompleks beljakovin in zdravil
Če se koncentracija nevezanega zdravila zmanjša, se lahko del kompleksa protein-zdravilo razcepi, da sprosti več spojine, s čimer se ohrani ravnotežje. To pomeni, da lahko celica, ki je učinkovita pri ekstrakciji nevezanega zdravila, izloči več le-tega, ko se kompleks razcepi pri obnovi ravnotežja.
Količina vezave in nevezana frakcija – zapisana kot količina nevezanega zdravila v celotni količini – sta določeni z afiniteto spojine za beljakovine in njunimi relativnimi koncentracijami. To je pomembno pri razmišljanju o drugih zdravilih, ki jih bolnik morda jemlje. Določene beljakovine so lahko že nasičene, kar bi vplivalo na količino prostega zdravila in morda spremenilo farmakološke učinke.
Na primer, če je zdravilo A nasičeno z določenim vezavnim proteinom in se zdravilo B ni moglo nanj vezati, bi bila koncentracija nevezanega B višja. Druga možnost je, če ima zdravilo B močnejšo kemično afiniteto za beljakovino, bi lahko premakniti A in dvigniti njegov nevezani ulomek. Ta proces se zgodi dokaj hitro, v minutah do urah, oba scenarija pa bi lahko imela škodljive učinke. Veliko zdravil pa se veže na različne beljakovine ali na različna mesta na istem ali pa niso prisotna v dovolj visoki relativni koncentraciji, da bi povzročila nasičenost, in tako ne tekmujejo z drugimi zdravili, ki se uporabljajo.
Prav tako lahko sposobnost telesa, da absorbira zdravilo, vpliva na njegovo izločanje v sistem. Odpoved ledvic in bolezni jeter pogosto negativno vplivata na sposobnost absorpcije nevezanega zdravila. Zaradi teh razlogov je treba upoštevati predhodne zdravstvene težave, skupno koncentracijo in nevezani delež zdravila ter vsa druga zdravila, ki jih bolnik morda jemlje.
Testiranje
Na novo razvita zdravila je mogoče testirati glede njihove nagnjenosti k vezavi na beljakovine z uporabo testa vezave na beljakovine. To je mogoče izvesti z vzorci ustrezne plazme ali tkiva, ki jih lahko inkubiramo s sredstvom, ki se testira. Po določenem časovnem intervalu se vezani in nevezani deli ločijo – na primer z uporabo zelo finega filtra, ki ne bo dovolil prehajanja velikih beljakovinskih molekul – in nato je mogoče določiti obseg vezave.