Un ligando è una molecola che attiva il segnale che si adatta a specifici siti di proteine ??del recettore situati sulle pareti cellulari del corpo degli organismi viventi. Quando un ligando si adatta al suo specifico sito proteico, cambia la forma fisica della proteina. Questo cambiamento nella forma della proteina del recettore potrebbe quindi attivare o inibire un altro meccanismo biologico collegato a quella specifica interazione. Il modo in cui il ligando e la proteina si uniscono e il loro prodotto risultante sono chiamati interazioni proteina-ligando.
Le interazioni proteina-ligando sono estremamente complicate. Tutte le molecole sono tenute insieme da forti forze elettroniche che le circondano nella loro configurazione tridimensionale nello spazio. Queste forze possono respingere o attrarre altre molecole, a seconda della loro struttura elettronica. Le molecole biologiche spesso agiscono come magneti di cariche simili o cariche opposte, respingendosi a vicenda o attirandosi a vicenda.
Inoltre, l’attuale configurazione fisica delle molecole biologiche influenza se si adatteranno insieme e quanto preciso debba essere l’adattamento. Alcune molecole biologiche sono flessibili e si piegheranno nei loro ambienti, mentre altre sono più rigide. Ogni recettore ha anche un sito attivo, che è il punto specifico che innesca il cambiamento biologico. La posizione di questo sito attivo è importante per determinare la probabilità che si attivi. Ligandi e proteine ??interagiscono mentre fluttuano sulle superfici delle cellule del corpo, quindi l’adattamento non sarà sempre diretto, come una chiave si inserisce in una serratura.
La comprensione delle interazioni proteina-ligando è vitale per la creazione di nuovi farmaci terapeutici per il trattamento della malattia, nonché per la comprensione delle cause biologiche della malattia stessa. Per il ricercatore interessato alle interazioni ligando-proteine ??per lo sviluppo di farmaci, devono essere considerati ulteriori fattori. Alcune di queste considerazioni comprendono lo studio dell’efficacia del nuovo farmaco nel legame con la proteina recettoriale di interesse, i potenziali effetti collaterali e il meccanismo attraverso il quale il corpo decomporrà il farmaco.
Esistono numerosi metodi chimici e informatici disponibili per lo studio di queste interazioni, tutti basati sulla ricerca della forma del ligando complementare e della carica al recettore che il ricercatore desidera modificare comportamentalmente. Programmi di progettazione assistita da computer sono comunemente usati per studiare le interazioni proteina-ligando e sviluppare nuovi farmaci per il trattamento di malattie umane. Ciò è possibile perché molti tratti fisici e chimici delle molecole sono ben noti, come le loro strutture elettroniche.