リガンド

リガンドとバインディングサイト

リガンドとは、分子生物学生において、生物学的目的のために生体分子と複合体を形成する物質のことである。「結合する」という意味のligareに由来する。

蛋白質-リガンド結合では、リガンドは通常、標的蛋白質の部位に結合してシグナルを発する分子である。リガンドが結合すると、通常、標的タンパク質の構造異性体(コンフォメーション)が変化する。

DNAに結合するリガンドは、DNA二重らせんに結合する低分子、イオン、タンパク質のいずれかである。

リガンドと結合相手の関係は、電荷、疎水性、分子構造で決定される。

結合は、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス力などの分子間力によって起こる。結合またはドッキングと解離は可逆的に行われる。リガンドと標的分子の間の測定可能な不可逆的共有結合は、生体系では非典型的なものである。有機金属化学や無機化学におけるリガンドの定義とは対照的に、生化学では、ヘモグロビンのようにリガンドが一般的に金属部位に結合しているかどうかは曖昧である。

リガンドが受容体タンパク質に結合すると、3次元的な形状の向きに影響を与えてコンフォメーションが変化する。受容体タンパク質のコンフォメーションは、機能的な状態を構成する。リガンドには、基質にたいして阻害剤、活性化剤、シグナル伝達脂質、神経伝達物質などがある。結合の割合を親和性といい、その測定値は効果の傾向や強さを表す。結合親和性は、ホスト-ゲスト間の相互作用だけでなく、溶液中の非共有結合を促進する立体的な役割を果たす溶媒の効果によっても実現される。たとえばヘモグロビンは酸素濃度が高い環境では酸素を取り込み、酸素濃度が低い環境では酸素を乖離する。溶媒は、リガンドと受容体が適応し、パートナーとして互いを受け入れるか否かを決定する化学的環境を提供する。

この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号