Ligandenbindungsdomäne

Die Ligandenbindungsdomäne (LBD) ist eine Domänenstruktur in Proteinen, die spezifisch Liganden bindet und durch diesen Bindungsvorgang die Aktivität des Proteins reguliert. LBDs treten in verschiedenen Proteinfamilien auf, darunter nukleare Rezeptoren, G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) und bestimmte Enzyme. Ziel des LBDs ist es, Signale zu erkennen und in eine passende funktionelle Antwort zu übertragen.

Strukturell bilden LBDs häufig eine pocket- oder cleft-ähnliche Bindungsfläche, die durch hydrophobe Innenflächen, H-Brücken-Netzwerke und oft Wasser stabilisiert wird. Der Ligandenbindungsprozess kann über Induced-Fit-Mechanismen (Ligand bewirkt eine Anpassung der Bindungstasche) oder Konformationsselektion (vorhandene Zustände werden favorisiert) erfolgen. Die Bindung kann Allostereffekte auslösen, die die Interaktion mit anderen Proteinbereichen regulieren.

Beispiele: In nuklearen Rezeptoren bindet die LBD Steroidhormone oder andere Liganden; die Bindung verändert die Konformation, fördert die Rekrutierung von Koaktivatoren oder Corepressoren und moduliert so die Transkriptionsaktivität. In GPCRs kann eine extrazelluläre LBD oder eine LBD-ähnliche Domäne den Liganden aufnehmen und eine Signaltransduktion über G-Proteine oder Beta-Arrestin auslösen. Bei Enzymen kann die LBD die Substratbindung steuern oder allosterisch die Katalyse beeinflussen.

Forschung und Anwendung: Strukturanalysen (Röntgenkristallographie, Kryo-EM, NMR) und biochemische Techniken (ITC, SPR, DSF) liefern Bindungsdaten und Aufschluss über Mechanismen. Die LBD ist ein zentrales Ziel der Wirkstoffentwicklung; Liganddesign erlaubt Aktivierung, Hemmung oder Modulation der Proteinfunktion. Mutationen in LBDs können Funktionsstörungen und Krankheiten verursachen.