Un ligand est une molécule déclenchant un signal qui s’adapte à des sites protéiques récepteurs spécifiques situés sur les parois cellulaires du corps des organismes vivants. Lorsqu’un ligand s’insère dans son site protéique spécifique, il modifie la forme physique de la protéine. Ce changement dans la forme de la protéine réceptrice pourrait alors activer ou inhiber un autre mécanisme biologique lié à cette interaction spécifique. La manière dont le ligand et la protéine s’assemblent et leur produit résultant sont appelés interactions protéine-ligand.
Les interactions protéine-ligand sont très compliquées. Toutes les molécules sont maintenues ensemble par de fortes forces électroniques qui les entourent dans leur configuration tridimensionnelle dans l’espace. Ces forces peuvent repousser ou attirer d’autres molécules, selon leur structure électronique. Les molécules biologiques agissent souvent comme des aimants de charges similaires ou de charges opposées, se repoussant ou s’attirant.
De plus, la configuration physique réelle des molécules biologiques affecte leur ajustement et la précision de l’ajustement. Certaines molécules biologiques sont flexibles et se plieront dans leur environnement, et d’autres sont plus rigides. Chaque récepteur possède également un site actif, qui est le point spécifique qui déclenche le changement biologique. L’emplacement de ce site actif est important pour déterminer la probabilité qu’il s’active. Les ligands et les protéines interagissent tout en flottant à la surface des cellules du corps, de sorte que l’ajustement ne sera pas toujours direct, comme une clé s’insère dans une serrure.
La compréhension des interactions protéine-ligand est vitale pour la création de nouveaux médicaments thérapeutiques pour traiter la maladie, ainsi que pour la compréhension des causes biologiques de la maladie elle-même. Pour le chercheur intéressé par les interactions ligand-protéine pour le développement de médicaments, des facteurs supplémentaires doivent être pris en compte. Certaines de ces considérations incluent l’étude de l’efficacité du nouveau médicament à se lier à la protéine réceptrice d’intérêt, les effets secondaires potentiels et le mécanisme par lequel le corps décompose le médicament.
Il existe de nombreuses méthodes chimiques et informatiques disponibles pour étudier ces interactions, toutes basées sur la recherche de la forme et de la charge complémentaires du ligand pour le récepteur que le chercheur souhaite modifier sur le plan comportemental. Les programmes de conception assistée par ordinateur sont couramment utilisés pour étudier les interactions protéine-ligand et développer de nouveaux médicaments pour le traitement des maladies humaines. Ceci est possible car de nombreux traits physiques et chimiques des molécules sont bien connus, tels que leurs structures électroniques.