I ligandi sono molecole di innesco di segnale pi? piccole che possono unirsi a una molecola pi? grande, chiamata substrato, per esercitare un qualche tipo di effetto biologico. Il processo attraverso il quale questi due tipi di molecole si uniscono si chiama legame del ligando, che ? un processo vitale mediante il quale ormoni, neurotrasmettitori e farmaci influenzano le cellule. Un ligando pu? essere prodotto da un organismo o creato dall’uomo, ma un substrato ? sempre una biomolecola o una molecola prodotta da un organismo. Di solito, il substrato ? una proteina bersaglio, contenente siti specifici per legare determinati ligandi.
Forze intermolecolari, o legami pi? deboli formati tra le molecole, forniscono i mezzi per il legame del ligando. I legami idrogeno, i legami ionici e le forze di Van der Waal sono tutti usati per facilitare il legame ligando-substrato. La relativa debolezza di questi legami consente loro di essere reversibili e di dissociarsi tra il ligando e il substrato, invariati, dopo il legame. In rare occasioni, si verifica un legame covalente, in cui il ligando e il substrato non si dissociano in seguito.
Affinit? ? un termine usato per descrivere la forza di legame tra il ligando e il substrato. I ligandi ad alta affinit? sono utili per indurre cambiamenti nei substrati, poich? la loro forza di legame consente loro di rimanere pi? a lungo nel sito. Alcune proteine ??bersaglio, come i recettori cellulari con canali ionici accoppiati attivati ??dal legame, sarebbero quindi pi? efficacemente legati da un ligando con elevata affinit?.
Il legame con i ligandi pu? avere diversi effetti sulla proteina bersaglio e sono classificati in base ai cambiamenti strutturali che avvengono dopo il legame. Il termine agonista si riferisce a un ligando che si lega a un sito recettore sulla proteina e provoca una risposta fisica. Gli agonisti parziali si legano al sito del recettore, ma sono solo in grado di causare una risposta parziale o incompleta. Gli antagonisti si legano anche ai recettori, ma non provocano alcuna risposta. Questi termini si riferiscono all’efficacia del legame del ligando o alla capacit? di una molecola di provocare una risposta quando legata.
A causa dei siti di recettori limitati in un’area, il legame con i ligandi diventa competitivo quando ? presente pi? di uno di questi composti. Il composto con un’affinit? pi? elevata di solito si legher? ai substrati in concentrazioni pi? elevate rispetto a uno con un’affinit? inferiore. I ligandi si legano e si dissociano costantemente dai recettori, tuttavia, il che significa che ci sar? una minore concentrazione di ligandi di affinit? inferiore legati ai recettori in qualsiasi momento. Sia l’affinit? che l’efficacia dei ligandi determinano il modo in cui i substrati risponderanno in loro presenza.