¿Qué es un ligando?

Un ligando es una pequeña molécula de señalización que participa en procesos tanto inorgánicos como bioquímicos. En química de coordinación, un ligando permite la formación de un complejo de coordinación, o asociación de diferentes moléculas en solución. La bioquímica generalmente define ligandos como moléculas mensajeras, como hormonas, sustratos o factores de activación e inhibición.

En química, los ligandos a menudo implican el intercambio de pares de electrones para formar los complejos. Muchos ligandos contienen pares de electrones solitarios adicionales que utilizan para distribuir entre los otros átomos en el complejo. Como resultado, muchos de estos son bases de Lewis o donantes de pares de electrones.

La química a menudo clasifica los ligandos según los patrones de unión de ligandos, el tamaño y la carga eléctrica. La denticidad, una propiedad de los ligandos químicos, describe el número de formaciones de enlaces que se producen entre los ligandos y los otros metales o moléculas dentro de un complejo de coordinación. Los diferentes números de enlace darán como resultado diferentes estructuras complejas tridimensionales. Por ejemplo, los ligandos que pueden lograr cuatro enlaces producirán finalmente estructuras tetraédricas, mientras que aquellos que solo pueden unirse a otra molécula, los ligandos monodentados, solo pueden formar una estructura lineal. En general, la estabilidad del complejo depende de los enlaces formados por un solo ligando, lo que aumenta la estructura y la rigidez del enlace.

El tamaño y la carga también son cualidades que varían dentro de la química del ligando. No solo determinarán cuántos enlaces se pueden formar con otros átomos, sino que también determinarán el tipo de átomos que se incorporarán al complejo de coordinación. El tamaño a granel y grande también alterará los ángulos en los que los ligandos se unen a los otros átomos en un complejo.

En bioquímica, los ligandos se refieren a moléculas de señalización o etiquetado que se unen a ciertos sitios en receptores, enzimas u otras proteínas dentro de una célula. Estos van desde las hormonas, que conducen a vías de transducción de señales y cascadas de señales dentro de una célula, a sustratos básicos, que se unen a enzimas y experimentan una serie de reacciones químicas. A menudo se describen en términos de su afinidad de unión, o de cuán fuertemente atraen y se unen a su molécula objetivo.

Los ligandos también pueden actuar como marcadores para ciertas proteínas en los procesos de modificación postraduccional. Pueden activar o inhibir diferentes proteínas en función de sus estados de unión, proteínas objetivo para dirigirlas a diferentes regiones dentro de la célula o etiquetar proteínas para su degradación. En el caso de la ubiquitina, por ejemplo, las proteínas están marcadas con tres o cuatro moléculas de ubiquitina, luego otras enzimas las unirán y degradarán.