Ligandaffiniteit

Ligandaffiniteit is de mate waarin een ligand bindt aan een doelmolecuul, zoals een receptor, enzym of nucleïnezuur. De bindingsterkte wordt meestal uitgedrukt als de dissociatieconstante Kd (of, minder gebruikelijk, de associatieconstante Ka). Een lage Kd duidt op hoge affiniteit. Affiniteit ontstaat door moleculaire complementariteit tussen ligand en bindingsplaats, zoals vorm, lading, waterstofbruggen en hydrofobe interacties.

Veel factoren beïnvloeden affiniteit. Temperatuur, pH en ionsterkte kunnen bindingscondities wijzigen; allostere regulatie kan de bindingsplaats beter of slechter beschikbaar maken. Thermodynamisch wordt binding bepaald door enthalpie en entropie; vaak komen waterstofbruggen en van der Waals-interacties tot stand, terwijl de vrijgekomen watermoleculen een entropieverandering opleveren. Een ligands specificiteit—de mate waarin het selectief bindt aan een doel maar niet aan andere liganden—is niet automatisch gerelateerd aan de totale affiniteit. Allosterische liganden kunnen de affiniteit van een hoofdligand beïnvloeden.

Methoden voor het kwantificeren van affiniteit omvatten ITC, surface plasmon resonance (SPR), radioligandbinding en fluorescentie-anisotropie. Belangrijke maatstaven zijn Kd, Ki en Ka; lagere Kd of hogere Ka geven hogere affiniteit. In biologie en farmacologie bepaalt affiniteit mede de potentie en selectiviteit van een ligand, maar affiniteit zegt weinig over functionele activiteit of effect (efficacy). Aspecten als residence time en kinetiek zijn ook cruciaal voor praktischer toepassingen, bijvoorbeeld bij geneesmiddelenontwerp waar men streeft naar een optimale balans tussen affiniteit, specificiteit en farmacokinetiek.