Quelltext der Seite Ligand (Biochemie)

Als '''Ligand''' wird in der [[Biochemie]] und in verwandten Wissenschaften ein [[Chemischer Stoff|Stoff]] bezeichnet, der an ein [[Target (Biologie)|Zielprotein]], beispielsweise einen [[Rezeptor (Biochemie)|Rezeptor]], spezifisch [[Chemische Bindung|binden]] kann.<ref name=MBOC4>Bruce Alberts [[et al.]]: ''Molecular Biology of the Cell.'' 4. Auflage. 2002. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/ Online] über das ''NCBI-Bookshelf'' verfügbar. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21052/def-item/A5393/ Definition ''Ligand''].</ref><ref name=MCB>Harvey Lodish, A. Berk, [[S. Lawrence Zipursky]] et al.: ''Molecular Cell Biology.'' 4. Auflage. W. H. Freeman, New York 2000. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21475/ Online] über das ''NCBI-Bookshelf'' verfügbar. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21607/def-item/A7619/ Definition ''Ligand''].</ref> Die Bindung des Liganden ist üblicherweise reversibel und wird insbesondere durch [[Ionenbindung]]en, [[Wasserstoffbrückenbindung]]en, [[Van-der-Waals-Kräfte]] und [[Hydrophober Effekt|hydrophobe Effekte]] ermöglicht. Die [[Affinität (Biochemie)|Affinität]] eines Liganden zum Zielprotein kann mit Hilfe von [[Ligandenbindungstest]]s bestimmt werden.

== Eigenschaften ==
Liganden werden im Gegensatz zu [[Substrat (Biochemie)|Substraten]] nicht vom Zielmolekül umgesetzt, sie können jedoch dessen dreidimensionale Struktur und dessen Funktion beeinflussen. Liganden, die einen Rezeptor aktivieren, bezeichnet man als [[Agonist (Pharmakologie)|Agonisten]], während Liganden, die einen Rezeptor hemmen oder deaktivieren, aber selbst keine pharmazeutische Wirkung auslösen, [[Antagonist (Pharmakologie)|Antagonisten]] genannt werden. Liganden, welche an einem Rezeptor zu einer entgegengesetzten Wirkung führen, werden [[inverser Agonist|inverse Agonisten]] genannt. Hinsichtlich der Bindungsstelle am Zielprotein unterscheidet man orthosterische von [[Allosterischer Modulator|allosterischen]] Liganden. Konzertiert agieren Co-Liganden. Eine Bindung hoher Affinität folgt dem [[Schlüssel-Schloss-Prinzip]]. 

Man unterscheidet folgende Arten der chemischen Anbindung:

; nichtkovalent, reversibel
: häufigste Bindungsart, bestimmt durch Assoziation und Dissoziation.
; nichtkovalent, pseudoirreversibel
: sehr langsame Dissoziation; Bsp. [[Methyllycaconitin]].
; kovalent, konstitutiv
: Ligand und Protein bilden dauerhaft eine feste Funktionseinheit. Bsp. [[Retinal]] im Fotorezeptor [[Rhodopsin]]; hier ändert sich durch Photonenabsorption die Konfiguration der Olefin-Doppelbindung im Liganden von 11-''cis'' zu 11-''trans''. Die Rückreaktion geschieht enzymatisch. Durch den damit einhergehenden Schwenk eines Ligandteils wird die Rezeptorkonformation zwischen Agonismus und Antagonismus geschaltet.
; kovalent, irreversibel
: der Ligand enthält eine reaktionsfreudige funktionelle Gruppe, reagiert mit dem Protein und verändert dessen Funktion dauerhaft und monodirektional; Bsp. MAO-Hemmer wie [[Tranylcypromin]]. In der Regel verliert das Zielprotein seine Funktion.
; kovalent, reversibel
: Bsp. eine Reihe von [[Tränengas]]en; hier Bindung eines [[Elektrophil]]s durch Reaktion mit der [[Thiolgruppe]] von [[Cystein]] im [[TRP-Kanäle#TRPA-Kanäle|TRPA1]], die Entbindung erfolgt durch [[Eliminierungsreaktion]] und hinterlässt das Zielprotein funktionstüchtig.
; kovalent, fragmentiert
: ein seltener Sonderfall. Der Ligand bindet an das Zielprotein über ein Reaktionszentrum des Liganden kovalent und eliminiert über ein anderes Reaktionszentrum („Perforationsstelle“) einen Molekülteil, der dann dissoziiert. Experimentell wurde dies verwirklicht für einen [[Dopamintransporter|DAT]]-Liganden, der nach diesem Prinzip ein kleines Molekülfragment kovalent gebunden im DAT hinterlässt. Voluminöseren Molekülen wie [[Kokain]] wird so der Zugang zum DAT versperrt, während kleinere Moleküle wie Dopamin vom DAT weiterhin aufgenommen werden.<ref>{{cite journal |author=Meltzer PC, Liu S, Blanchette H, Blundell P, Madras BK |date=2002 |title=Design and synthesis of an irreversible dopamine-sparing cocaine antagonist |journal=[[Bioorganic & Medicinal Chemistry]] |volume=10 |issue=11 |pages=3583–91 |pmid=12213473 |language=en}}</ref>

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* {{MeshName|Ligands}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Biochemie]]
[[Kategorie:Pharmakologie]]