Ein Proteinligand bindet an Rezeptorstellen auf der Oberfläche eines Proteins. Liganden sind an einer Vielzahl von Prozessen beteiligt, von der Proteinfaltung bis zur Strukturveränderung, und sie übernehmen eine Funktion bei Immunreaktionen. Sie werden in Forschungseinrichtungen intensiv untersucht, da sie bei Anwendungen im Gesundheitswesen eine wichtige Rolle spielen. Maßgeschneiderte Medikamente können beispielsweise die Forschung zu einem Proteinliganden nutzen. Diese Strukturen können auch Einblicke in die Funktion verschiedener Proteine bieten.
Atome, Moleküle und Ionen können alle als Proteinliganden fungieren. Ein klassisches Beispiel ist ein Antikörper. Antikörper heften sich an Rezeptorstellen auf der Oberfläche von Proteinen, wie sie in der äußeren Hülle von Viren vorkommen. Enzyme und eine Reihe anderer Strukturen im Körper nutzen den Proteinliganden bei ihrem Aufbau, um verschiedene Funktionen zu ermöglichen.
In der wissenschaftlichen Forschung kann man sich ein Protein ansehen, um potenzielle Bindungs- oder Andockstellen zu identifizieren. Die Lage der Fundstellen kann Aufschluss darüber geben, um welche Art von Protein es sich handelt und welche Funktionen es im Körper erfüllen soll. Diese Suche kann auch umgekehrt durchgeführt werden, indem Liganden identifiziert und herausgefunden werden, an was sie möglicherweise binden können, während sie durch den Körper zirkulieren. Einige Liganden haben ein breites Wirkungsspektrum und können sich an eine Reihe unterschiedlicher Proteine binden, während andere sehr präzise sind.
Die Arzneimittelentwicklung nutzt die Proteinligandenforschung. Pharmaunternehmen müssen Ziele auf Zellen und Strukturen wie Viren identifizieren, um Patienten effektiv behandeln zu können. Durch das Auffinden eines Proteins, das für einen bestimmten Organismus einzigartig ist, kann das Unternehmen beispielsweise einen Proteinliganden entwickeln, der sich daran festklammert und Medikamente trägt, um den Organismus abzutöten oder seine Reproduktion zu stoppen. Die Identifizierung von Zielproteinen kann auch bei der Entwicklung von Impfstoffen helfen.
Diese Strukturen können auch für Unternehmen interessant sein, die Labortests entwickeln. Ein Test kann bekannte Liganden und Proteine nutzen, um interessierende Strukturen in einer Probe zu markieren. Möchte ein Arzt beispielsweise herausfinden, ob ein Patient eine Virusinfektion hat, kann das Labor Liganden mit fluoreszierenden Markierungen einführen. Wenn Viren in der Probe vorhanden sind, rasten die Liganden ein und leuchten auf, um das Vorliegen einer Infektion anzuzeigen.
Datenbanken von Proteinen und begleitenden Liganden sind verfügbar. Viele können kostenlos genutzt werden, um die wissenschaftliche Forschung voranzubringen. Private Datenbanken, die von Arzneimittelunternehmen unterhalten werden, können proprietäre Informationen enthalten, die bei der Arzneimittelentwicklung verwendet werden. Bei der Patentanmeldung muss das Unternehmen erklären, wie ein Medikament wirkt, und dies kann Aufschluss über das verwendete Target geben, sodass andere Unternehmen die Forschung noch weiter vorantreiben können.