Un ligand est une petite molécule de signalisation qui est impliquée dans les processus inorganiques et biochimiques. En chimie de coordination, un ligand permet la formation d’un complexe de coordination, ou l’association de différentes molécules en solution. La biochimie définit généralement les ligands comme des molécules messagères, telles que des hormones, des substrats ou des facteurs d’activation et d’inhibition.
En chimie, les ligands impliquent souvent le partage de paires d’électrons pour former les complexes. De nombreux ligands contiennent des paires d’électrons isolés supplémentaires qu’ils utilisent pour se répartir parmi les autres atomes du complexe. En conséquence, beaucoup d’entre eux sont eux-mêmes des bases de Lewis ou des donneurs de paires d’électrons.
La chimie classe souvent les ligands en fonction des motifs de liaison du ligand, de la taille et de la charge électrique. La denticité, une propriété des ligands chimiques, décrit le nombre de formations de liaisons qui se produisent entre les ligands et les autres métaux ou molécules au sein d’un complexe de coordination. Des nombres de liaisons différents donneront lieu à des structures complexes tridimensionnelles globales différentes. Par exemple, les ligands qui peuvent réaliser quatre liaisons donneront finalement des structures tétraédriques, tandis que ceux qui ne peuvent se lier qu’à une autre molécule, les ligands monodentés, ne peuvent former qu’une structure linéaire. Généralement, la stabilité du complexe dépend des liaisons formées par un seul ligand, ce qui augmente la structure et la rigidité des liaisons.
La taille et la charge sont également des qualités qui varient au sein de la chimie des ligands. Non seulement ils détermineront combien de liaisons peuvent être formées avec d’autres atomes, mais ils détermineront également le type d’atomes qui seront amenés dans le complexe de coordination. Le volume et la grande taille modifieront également les angles auxquels les ligands se lient aux autres atomes d’un complexe.
En biochimie, les ligands font référence à des molécules de signalisation ou de marquage qui se lient à certains sites sur des récepteurs, des enzymes ou d’autres protéines à l’intérieur d’une cellule. Celles-ci vont des hormones, qui conduisent à des voies de transduction de signaux et à des cascades de signaux dans une cellule, à des substrats basiques, qui se lient aux enzymes et subissent une seule série de réactions chimiques. Ils sont souvent décrits en fonction de leur affinité de liaison ou de la force avec laquelle ils attirent et se lient à leur molécule cible.
Les ligands peuvent également agir comme marqueurs pour certaines protéines dans les processus de modification post-traductionnelle. Ils peuvent activer ou inhiber différentes protéines en fonction de leurs états de liaison, cibler des protéines pour les diriger vers différentes régions à l’intérieur de la cellule ou marquer des protéines pour la dégradation. Dans le cas de l’ubiquitine, par exemple, les protéines sont marquées avec trois ou quatre molécules d’ubiquitine, puis d’autres enzymes vont se lier et les dégrader.