Afiinsus (biokeemia)

Afiinsus (biokeemias), ka seostumise afiinsus või seondumise afiinsus on molekuli või iooni iseloomustav võime luua mittekovalentseid vastastikmõjusid teise, enamasti looduses leiduva molekuliga (näiteks valgu või nukleiinhappega) või selle analoogiga (näiteks valguga, mida kodeerib sünteetiline nukleotiidijärjestus). Enamasti räägitakse väiksema molekulmassiga aine afiinsusest suurema molekulmassiga objekti suhtes: näiteks inhibiitori afiinsus ensüümi suhtes, ligandi afiinsus retseptori suhtes, ravimi afiinsus bioloogilise sihtmärgi suhtes. Samas ei ole see range nõue: näiteks saab rääkida ka antikeha (molekulmassi ligi 150 kDa) afiinsusest oluliselt väiksema antigeeni suhtes või siis kahe ligikaudu samamõõtmelise valgu afiinsusest teineteise suhtes.
Kvantitatiivne iseloomustamine.
Afiinsuse mõistet on korrektne kasutada vaid juhul, kui kompleksi tekke protsess on pöörduv – ehk kahe molekuli vahel ei teki kovalentset sidet. Mida rohkem vastastikmõjusid (nt vesiniksidemeid, van der Waalsi-tüüpi interaktsioone, laeng-laeng vastastikmõjusid) kahe molekuli vahel tekib ja mida tugevamad need on (ehk mida rohkem energiat tuleks kulutada tekkinud vastastikmõju katkestamiseks), seda kõrgem või suurem on afiinsus. Seega on afiinsus pöördvõrdelises sõltuvuses molekulide vahel tekkinud kompleksi dissotsiatsioonikonstandiga (KD): mida väiksemal määral kompleks laguneb ehk mida väiksem on selle KD väärtus, seda suurem on kompleksi afiinsus. Üks suuremaid teadaolevaid afiinsusi esineb biotiinil (vitamiin B7) valgu avidiini suhtes (KD suurusjärgus 10-15 M, ehk tasakaalulises süsteemis on 1015 kompleksimolekulist lagunenud vaid üks).
Kuna paljud füsioloogiliselt olulised molekulid võivad muuta oma ruumilist struktuuri ja summaarset ning lokaalset laengut, olenevalt ümbritsevast keskkonnast, siis võib aine sidumise afiinsus sihtmärgile oleneda ka keskkonna pH-st, soolasisaldusest, temperatuurist jms parameetritest.
Afiinsuse seos selektiivsuse, aviidsuse ja bioloogilise toimega.
Sama aine (näiteks ligandi) afiinsus struktuurselt üsna lähedaste sidumispartnerite (näiteks retseptorite) suhtes võib erineda mitme suurusjärgu võrra. Sellisel juhul räägitakse aine selektiivsusest ehk võimest eristada üht tüüpi sidumispartnerit keskkonnas, kus leidub rohkesti alternatiivseid sidumispartnereid. Kõrge afiinsus ja samas kõrge selektiivsus bioloogilise sihtmärgi suhtes kuuluvad enamasti ideaalsete omaduste nimekirja, mida püütakse saavutada ravimikandidaatide puhul ravimiarenduses.
Afiinsuse (ingl k "affinity") kõrval kasutatakse ka mõistet aviidsus (ingl k "avidity"), kui peetakse silmas sellise kompleksi teket, kus ühe aine mitu erinevat piirkonda võib seostuda huvipakkuvale sihtmärgile. Aviidsus võtab arvesse kõigi sellises süsteemis moodustuvate vastastikmõjude tugevust, seepärast nimetatakse aviidsust ka funktsionaalseks afiinsuseks. Näiteks IgG-tüüpi antikehade molekulides on kaks piirkonda, kuhu saab seostuda antigeen, samas IgM-tüüpi antikehade molekulis on selliseid piirkondi kümme. Seepärast, kuigi IgM võib omada madalat afiinsust antigeeni suhtes, on selle aviidsus ikkagi kõrge.
Samas ei iseloomusta aine afiinsus sihtmärgi suhtes aine poolt käivitatavaid bioloogilisi efekte. Näiteks võivad kõrget afiinsust ensüümi suhtes omada nii inhibiitorid kui aktivaatorid, samuti võivad kõrget afiinsust retseptori suhtes omada nii agonistid kui antagonistid. Inhibiitorite puhul ei iseloomusta afiinsus inhibeerimismehhanismi: kõrget afiinsust ensüümi suhtes võivad omada nii substraatide suhtes konkureerivad, aga ka hoopis allostreerilised (ehk substraadisaiti mitteseonduvad) inhibiitorid.