Ligandconcentratie

Ligandconcentratie verwijst naar de hoeveelheid ligand per volume oplossing of weefsel die beschikbaar is om te binden aan een doelwit, zoals een receptor of enzym. In biochemie en farmacologie wordt onderscheid gemaakt tussen vrije ligandconcentratie (de ligand die daadwerkelijk kan binden) en totale ligandconcentratie (inclusief gebonden ligand). Liganden zijn moleculen die bindingssites kunnen activeren, inhiberen of reguleren van de activiteit van hun doelwitten.

Bij binding volgen systemen de wet van de massabeweging. Voor een eenvoudige receptor-ligand interactie R + L ⇌ RL geldt Kd = [L][R] / [RL]. De fractionele bezetting θ = [RL]/[Rtot] = [L]/(Kd + [L]). Dit toont aan dat naarmate [L] toeneemt, meer receptoren bezet raken en de bezetting uiteindelijk saturatie bereikt wanneer [L] >> Kd. Een lagere Kd betekent hogere affiniteit.

De effectieve ligandconcentratie op de bindingsplaats kan afwijken van de meetbare concentratie in bloed of medium. Binding aan plasma-eiwitten, transport en metabolisme verminderen de vrije concentratie; co-liganden of competitie tussen liganden kan de binding beïnvloeden. Daarnaast kunnen opname en compartimentering in cellen of weefsels de beschikbaarheid veranderen.

In laboratorium- en klinische toepassingen worden ligandconcentraties doorgaans uitgedrukt in molairiteit (M). Door middel van bindingcurves worden kinetische parameters vastgesteld, zoals Kd en EC50. De vrije ligandconcentratie bepaalt de dosis-respons en, in vivo, de effectiviteit en bijwerkingen. Begrip van ligandconcentratie is essentieel voor het ontwerp van geneesmiddelen en het begrijpen van signaaltransductie en enzymatische regulatie.