Dalam biokimia, ligan yaitu molekul atau atom yang berikatan secara reversibel dengan protein. Ligan sanggup berupa atom atau ion individual. Ini juga bisa menjadi molekul yang lebih besar dan lebih kompleks yang terbuat dari banyak atom. Ligan bisa alami, sebagai molekul organik atau anorganik. Ligan juga bisa dibentuk secara sintetis, di laboratorium. Ini sebab sifat kunci dari ligan ditemukan dalam struktur kimianya. Jika struktur itu sanggup diciptakan kembali di laboratorium, ligan sintetis akan sanggup berinteraksi dengan cara yang sama dengan ligan alamiah.
Bagaimana Cara Kerja Ligan
Ligan bergerak melalui cairan lembap dari suatu organisme, di dalam darah, jaringan, atau di dalam sel itu sendiri. Ligan bergerak secara acak, tetapi begitu konsentrasinya cukup tinggi, ligan pada jadinya akan mencapai protein. Protein yang mendapatkan ligan sanggup menjadi reseptor, saluran, dan bahkan bisa menjadi awal dari serangkaian rumit protein yang terjalin. Ketika ligan mengikat protein, ia mengalami perubahan konformasi. Ini berarti bahwa sementara tidak ada ikatan kimia telah terbentuk atau rusak, agresi fisik dari ligan pas ke dalam protein mengubah bentuk keseluruhan dari keseluruhan struktur. Ini bisa memicu banyak tindakan. Dalam kebanyakan kasus, pergerakan protein itu sendiri mengaktifkan jalur kimia lain, atau memicu pelepasan ligan utusan lain, untuk membawa pesan ke reseptor lain.
Kemunduran ikatan antara ligan dan protein merupakan aspek penting dari semua bentuk kehidupan. Jika ligan terikat secara ireversibel, mereka tidak bisa berfungsi sebagai pembawa pesan, dan sebagian besar proses biologis akan berantakan. Jika ligan berubah, cara enzim mengubah substrat, ligan akan menjadi sesuatu yang lain sesudah interaksi, dan tidak sanggup dengan gampang didaur ulang sebagai pembawa pesan. Protein aktif secara biologis aktif sebab bentuknya. Bentuk ini berinteraksi dengan kimia ligan untuk membuat relasi yang stabil antara dua molekul, yang jadinya akan berbalik, meninggalkan kedua molekul yang sama. Dalam reaksi substrat dan enzim, substrat berubah secara permanen.
Ini yaitu kemampuan ligan, untuk mengaktifkan protein untuk waktu yang singkat dan kemudian didaur ulang, yang memungkinkan kontrol biologis dari banyak interaksi. Jumlah waktu ligan yang dilekatkan pada reseptor atau protein spesifiknya yaitu fungsi dari afinitas antara ligan dan protein. Jika ada afinitas tinggi, ligan akan cenderung melekat pada protein dan memodifikasi fungsinya lebih lama. Jika ligan mempunyai afinitas rendah untuk protein, itu akan cenderung akan terikat di daerah pertama dan akan melepaskan dari reseptor lebih cepat.
Afinitas ligan tertentu untuk protein tertentu ditentukan sepenuhnya oleh susunan kimianya dan protein dari daerah pengikatan protein. Pada situs pengikatan, asam amino akan terekspos yang cenderung melengkapi ligan yang diinginkan. Asam amino akan cocok dengan ligan dalam aspek-aspek tertentu. Misalnya, keduanya akan hidrofobik atau hidrofobik. Ini meningkatkan daya tarik antar zat. Asam amino cenderung berbeda dari ligan dalam hal acara listrik. Jika ligan bermuatan positif, situs pengikatan harus bermuatan negatif. Ini membuat interaksi terkuat. Dengan cara ini, protein sanggup memperoleh tingkat spesifisitas tertentu dengan ligan.
Meskipun ini yaitu dasar untuk bagaimana sel-sel sanggup mulai membedakan molekul-molekul yang berbeda, ia juga berada di jantung salah satu problem terbesar organisme. Banyak racun dan zat beracun sangat beracun sebab kemampuan mereka untuk mengganggu proses pengikatan protein-ligan. Baik racun eksklusif mengikat ke protein itu sendiri, sebab mempunyai afinitas yang lebih tinggi, atau racun sebaliknya mencegah ikatan normal ligan dengan protein targetnya. Contoh ligan dan beberapa racun kompetitif sanggup dilihat di bawah ini.
Contoh Ligan
Oksigen
Salah Satu ligan yang sering dilupakan orang yaitu oksigen. Dalam fatwa darah dan jaringan tubuh, oksigen harus mencapai semua mitokondria dalam badan jikalau organisme itu bertahan hidup. Namun, bukanlah kiprah yang gampang untuk mendapatkan oksigen di mana-mana. Jika oksigen dibiarkan menyebar melalui jaringan ke sel, hanya bisa melewati beberapa lapisan sel yang tebal. Itulah mengapa semua organisme dengan ukuran tertentu harus mengandung semacam sistem sirkulasi. Meski begitu, sulit untuk memindahkan ligan oksigen di daerah yang diperlukan. Banyak organisme memakai protein khusus untuk ini.
Pada insan dan mamalia lainnya, hemoglobin yaitu protein darah utama yang bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen. Protein hemoglobin pertama melekat pada ligan yang disebut heme, yang mempunyai atom besi dan sanggup membantu mengikat oksigen. Dengan demikian, hemoglobin mengambil oksigen di paru-paru. Saat bergerak ke tubuh, kandungan karbon dioksida dalam darah naik. Ketika ini terjadi, pH menurun, dan konformasi perubahan hemoglobin. Ini memaksa pelepasan ligan, oksigen, yang kemudian sanggup diserap oleh sel-sel yang membutuhkannya.
Pesaing utama oksigen yaitu karbon monoksida. Ini sebab karbon monoksida mempunyai afinitas yang lebih tinggi untuk hemoglobin daripada oksigen. Dengan kata lain, sekali karbon monoksida terikat pada hemoglobin, ia tidak akan lepas. Ini berarti bahwa seseorang yang terpapar karbon monoksida dalam jumlah besar akan segera mempunyai semua hemoglobin yang dijenuhkan oleh ligan yang salah. Tubuh mereka tidak akan mempunyai kemampuan untuk mentransfer oksigen ke otak dan jaringan. Bahkan jikalau orang menerima oksigen sesudah ini, mereka masih bisa mati lemas sebab ketidakmampuan mereka untuk mengangkut oksigen.
Dopamin
Dopamin yaitu ligan yang banyak dipakai di otak. Ketika otak melepaskan dopamin, itu yaitu sebagai sinyal kesenangan yang tiba dari kesuksesan. Dengan kata lain, dopamin terikat pada sensasi motivasi. Reseptor dopamin di otak Anda diaktifkan saat ligan dopamin dilepaskan oleh otak. Ketika reseptor penuh dengan dopamine, otak Anda terasa seperti Anda telah melaksanakan sesuatu yang baik. Pusat kesenangan umum ini sanggup dengan gampang dilemparkan oleh obat-obatan menyerupai kokain dan metamfetamin.
Obat-obatan ini, bukannya bersaing eksklusif dengan ligan, sebetulnya meningkatkan efektivitasnya. Mereka melaksanakan ini dengan membatasi jumlah dopamin yang sanggup didaur ulang. Dengan demikian, otak tetap dalam keadaan konstan “senang”. Ini yaitu perasaan berbahaya yang sanggup dengan gampang mengarah pada kecanduan narkoba. Meskipun budi memberi tahu Anda bahwa obat-obatan itu buruk, perasaan yang dihasilkan oleh otak Anda dan dopamin ekstra terasa nyata, dan memberi tahu Anda untuk memakai obat lebih banyak.
Penggunaan Ligan Lainnya
Ligan dipakai di banyak aplikasi lain oleh sel. Protein yang mereka kontrol sanggup bermacam-macam dalam jenis dan fungsi. Beberapa ligan, menyerupai insulin, dipakai untuk memberi sinyal aneka macam hal terhadap metabolisme setiap sel. Ligan lain, menyerupai asetilkolin, dipakai oleh otak untuk mentransfer impuls saraf antara saraf. Dalam hal ini, ia membuka kanal ligand-gated, yang memungkinkan impuls listrik mengalir ke sel dan menyusuri panjangnya. Sel ini kemudian akan mengirimkan asetilkolin ke sel berikutnya, dan sinyalnya akan terus berlanjut.
Beberapa enzim dikendalikan oleh ligan regulator, yang secara efektif mengubah enzim. Tanpa itu, mereka tidak mempunyai bentuk yang sempurna untuk mengubah molekul yang mereka operasikan. Ketika ligan hadir, bagaimanapun, enzim ini menjadi hidup dan berfungsi dengan baik. Banyak ligan diharapkan untuk mengontrol metabolisme dan proses kompleks lainnya. Setiap ligan mempunyai afinitas tertentu, yang penting, dan juga titik di mana reseptor menjadi jenuh. Di atas batas ini, tidak ada konsentrasi ligan yang lebih tinggi akan membawa reaksi yang lebih besar.
Dalam kimia umum, ligan sanggup merujuk ke setiap molekul yang terikat pada logam transisi. Ini tidak terjadi dalam biologi. Dalam biologi, ligan yaitu molekul yang melekat secara reversibel ke protein. Ini biasanya dipakai dalam pensinyalan seluler dan regulasi seluler, tetapi mempunyai banyak kegunaan lain.
Sumber aciknadzirah.blogspot.com