6.1 : Ligand Binding Sites

大多数蛋白质的活性取决于它们与其他分子或离子（称为配体）的相互作用。尽管配体能够与蛋白质结合，但并非每个配体都与每种蛋白质结合。

相反，配体仅与蛋白质表面称为结合位点的特定区域结合。但是，当蛋白质位于混合配体汤中时，配体结合位点如何确保选择性呢？

蛋白质中氨基酸的特定排列在其表面形成特定配体的互补结合位点。然而，互补形状不足以进行配体结合。

化学相互作用将配体和蛋白质结合在一起。通常，这些相互作用是非共价的、可逆的和弱的。因此，在配体结合过程中，许多这些相互作用需要同时发生。

例如，交互的表面积越大，发生的范德华交互就越多。这些力最适合大配体。对于其他组织，结合位点的特异性构象可实现氢键或静电相互作用。

但是，如果配体结合位点可以形成氢键，为什么它不与周围的水形成氢键呢？答案在于配体结合位点的形状。

例如，在这种蛋白质中，氨基酸的方向形成一个空腔，这限制了水分子的进入。对于单个水分子，进入空腔在能量上是不利的，因为它们必须打破与其他水分子的氢键。

然而，配体很容易与结合位点的极性氨基酸形成氢键，因为特定的蛋白质-配体相互作用在能量上比它们与水分子的相互作用更有利。

极性氨基酸还与配体形成静电相互作用。例如，该结合位点中带负电荷的谷氨酸会吸引带正电荷的配体。该序列中的突变将这种带负电荷的谷氨酸转化为带正电荷的赖氨酸，从而消除了配体结合。

综上所述，氨基酸相对于彼此的确切序列和方向决定了配体结合位点的化学反应性和选择性。