Un ligando es una pequeña molécula de señalización que participa tanto en procesos inorgánicos como bioquímicos. En química de coordinación, un ligando permite la formación de un complejo de coordinación o asociación de diferentes moléculas en solución. La bioquímica generalmente define a los ligandos como moléculas mensajeras, como hormonas, sustratos o factores de activación e inhibición.
En química, los ligandos a menudo implican compartir pares de electrones para formar los complejos. Muchos ligandos contienen pares de electrones extra solitarios que utilizan para distribuir entre los otros átomos del complejo. Como resultado, muchos de estos son ellos mismos bases de Lewis o donantes de pares de electrones.
La química a menudo clasifica los ligandos según los patrones de unión de ligandos, el tamaño y la carga eléctrica. La denticidad, una propiedad de los ligandos químicos, describe el número de formaciones de enlaces que ocurren entre los ligandos y los otros metales o moléculas dentro de un complejo de coordinación. Diferentes números de enlace darán como resultado diferentes estructuras complejas tridimensionales generales. Por ejemplo, los ligandos que pueden lograr cuatro enlaces finalmente producirán estructuras tetraédricas, mientras que aquellos que solo pueden unirse a otra molécula, los ligandos monodentados, solo pueden formar una estructura lineal. Generalmente, la estabilidad del complejo depende de los enlaces formados por un solo ligando, lo que aumenta la estructura y la rigidez del enlace.
El tamaño y la carga también son cualidades que varían dentro de la química del ligando. No solo determinarán cuántos enlaces se pueden formar con otros átomos, sino que también determinarán el tipo de átomos que se incorporarán al complejo de coordinación. El volumen y el tamaño grande también alterarán los ángulos en los que los ligandos se unen a los otros átomos en un complejo.
En bioquímica, los ligandos se refieren a moléculas de señalización o marcado que se unen a ciertos sitios en receptores, enzimas u otras proteínas dentro de una célula. Estos van desde hormonas, que conducen a vías de transducción de señales y cascadas de señales dentro de una célula, hasta sustratos básicos, que se unen a enzimas y experimentan una única serie de reacciones químicas. A menudo se describen en términos de su afinidad de unión, o con qué fuerza atraen y se unen a su molécula objetivo.
Los ligandos también pueden actuar como marcadores para ciertas proteínas en procesos de modificación postraduccional. Pueden activar o inhibir diferentes proteínas en función de sus estados de unión, dirigirse a proteínas para dirigirlas a diferentes regiones dentro de la célula o etiquetar proteínas para su degradación. En el caso de la ubiquitina, por ejemplo, las proteínas se etiquetan con tres o cuatro moléculas de ubiquitina, luego otras enzimas se unirán y las degradarán.