Ligand (biohemija)

[mini|300px|right|[Mioglobin (plava struktura) sa njegovim ligandom Hem. Bazirano na ]]
[desno|mini|Protoporfirin IX kao ligand za ione željeza u [hemu *b*]]

**Ligand** (lat. *ligare* =  vezati, povezati) je pojam koji se upotrebljava u hemiji, a posebno u organometalnoj i bioneorganskoj hemiji. Označava atom ili molekulu koja je preko neke koordinativne veze koordinirana na središnji metalni ion. Koordinativna veza se postiže kroz Lewisov-karakter povezane supstance: ligandi su Lewisove baze (elektrodonori), a metalni ioni su Lewisove kiseline (elektron-akceptori).

Vezanje se ostvaruje putem međumolekularnih sila, kao što su ionske veze, vodikove veze i Van der Valsove sile. Povratno kovalentno vezanje između liganda i njegove ciljne molekule je rijetka pojava u biološkim sistemima. Vezanje liganda za receptor mijenja hemijsku konformaciju receptora.

Funkcionalnost receptora je određena njegovom konfiguracijom. Ligandi mogu da budu supstrati, inhibitori, aktivatori, i neurotransmiteri. Jačina vezanja se označava kao **afinitet**.
Radioligandi su spojevi koji su obilježeni radio izotopima. Upotrebljavaju se *in vivo* u PET studijama i *in vitro*, u istraživanjima načina vezanja.

## Afinitet receptor/Ligand vezanja 
Međusobno dejstvo kod većine liganada sa njihovim mjestom vezanja može biti obilježeno afinitetom veanja. Visok afinitet liganda je rezultat jakih međumolekularnih sila između liganda i njegovog receptora. Općenito uzevši, vezanje sa visokim afinitetom izaziva duže zadržavanje liganda u aktivnom mjestu receptora. Vezanje takvih liganda za receptore dobija fiziološki značaj onda kada dio energije vezanja izaziva konformacijsku promjenu receptora, koja dovodi do promjene u ponašanju asociranog ionskog kanala ili enzima.

[thumb|350px|Dva [Agonist (farmakologija)|agonista sa sličnim afinitetom vezanja za receptor.]] 
Ligand koji se može vezati za receptor, mijenja njegovu funkciju i pokreće fiziološki odgovor, te se označava kao agonist tog receptora. Vezanje agonista za receptor se može definisati kao veličina koja je srazmjerna  izazvanoj fiziološkoj reakciji i neophodne koncentraciji agonista za  izvođenje  fiziološke reakcije. Vezanje liganda sa visokim afinitetom podrazumijeva da mu je adekvatna relativno niska koncentracija liganda za maksimalno zauzimanje mjesta vezanja i da se podstakne fiziološka reakcija. Vezanje liganda sa niskim afinitetom praćeno je relativno visokom koncentracijom liganda, koja je  potrebna prije nego što je mjesto vezanja maksimalno zauzeto i dostignut maksimalni fiziološki odgovor na ligand. U prikazanom primjeru, dva različita liganda se vežu za isto mjesto vezanja na receptoru. Samo jedan od prikazanih agonista može maksimalno stimulisati  receptor, zbog čega se definiše kao "**puni agonist**".  Onaj agonist koji samo djelimično aktivira fiziološki odgovor, naziva se "**djelimični agonist**. Ligandi koji se vežu za receptor, a ne proizvode fiziološki odgovor su receptori "'**antagonisti**'". U ovom primjeru, koncentracija na kojoj puni agonist (crvena kriva) polumaksimalno aktivira receptor, je oko 5 x 10−9 mola.
mini|350px|Dva liganda sa različitim afinitetom vezanja za receptor.

U primjeru koji je na lijevoj strani, krive vezanja liganda su prikazane za dva liganda sa različitim afinitetom vezanja. Vezanje liganda je često okarakterizirano koncentracijom liganda na kojoj je polovina aktivnih mjesta receptora popunjena. Ova veličina je poznata kao **konstanta disocijacije** (*K*d). Ligand koji je označen crvenom krivom ima veći afinitet, a manju vrijednost *K*d nego ligand koji je obilježen zelenom krivom. Ako su ova dva liganda prisutna istovremeno za aktivna mjesta, u većoj mjeri, veže se ligand većeg afiniteta. Zato ugljen monoksid može da potisne kisik iz kompleksa sa hemoglobinom, što izaziva  trovanje ugljen monoksidom.
Afinitet vezanja se najčešće određuje pomoću radio-obilježenih liganda. Eksperimenti homolognog nadmetačkog vezivanja se sastoje od nadmetanja za mjesto vezanja, između obilježenog i neobilježenog liganda.. Primjeri metoda koje nisu zasnovane na obilježavanju ligandima su površinska plazmon rezonansa (SPR) i dualno polarizacijska interferometrija (DPI). Ove metode mogu također odrediti afinitet, na osnovu analize koncentracije, ali isto tako i na bazi kinetike asocijacije i disocijacije, a u slučaju DPI, konformacijskih promjena koje su izazvane vezanjem.

### Potentnost i afinitet vezanja lijekova 
Za određivanje ukupne potentnosti lijeka, nisu dovoljni samo podaci o afinitetu vezanja. Potentnost je rezultat kompleksnog međudejstva afiniteta vezanja i efikasnosti liganda. Efikasnost liganda je njegova sposobnost da proizvede biološki odgovor, nakon vezanja za ciljni receptor, kao i veličina tog odgovora. Taj odgovor može biti kao agonist, antagonist ili inverzni agonist, u zavisnosti od vrste proizvedenog fiziološkog odgovora.

## Selektivnost 
Selektivni ligandi se obično vežu za ograničeni broj receptora, aneselektivni za više vrsta receptora. Ovo ima važnu ulogu u farmakologiji, gdje su neselektivni lijekovi skloniji izazivanju nepoželjnih efekata, zato što se vežu za nekoliko drugih receptora, pored onog koji proizvodi željeni učinak.

## Primjeri uobičajenig liganda 
U tabeli koja slijedi prikazani su ligandi koji su poredani uzlazno, prema jačini polja. 
*(**Amfipotentni** = ligandi koji vežu grupe na bilo kojoj poziciji.)

**Napomena**: Stavke u tablici su poredane prema jačini polja, vezanju navedenih atoma (tj. kao terminalni ligand), po "snazi" promjena liganda, kada se ovaj veže na obavezujući način (naprimjer, kada je mostovni između metala) ili kada je konformacija liganda izobličena  (naprimjer, linearnog liganda koji je prisiljen da se putem prostornih interakcija, veže u nelinearnom obliku).

## Također pogledajte 
* Agonist
* Alosterna regulacija
* Receptor
* Kompleksni spojevi
* Neorganska hemija

## Reference 
## Vanjski linkovi 
* BindingDB
*Configuration integral (statistical mechanics), 2008. this wiki site is down; see 
*This article in the web archive on 2012 April 28.

Kategorija:Ligandi
Kategorija:Biomolekule
Kategorija:Ćelijska signalizacija
Kategorija:Hemijske veze