La constante d'association à l'équilibre et la force des liaisons

La constante de liaison à l’équilibre (K_b) quantifie la force d’une interaction protéine-ligand. K_b peut être calculé comme suit lorsque la réaction est à l’équilibre :

où  P et L sont respectivement la protéine et le ligand non liés, et PL est le complexe protéine-ligand. 

Comme la quantité de ligand lié est également liée au taux de liaison du ligand, les expériences peuvent également déterminer K_b en examinant les taux d’association protéine-ligand (k_on) et la dissociation (k_off) en utilisant le ratio suivant :

Ainsi, deux catégories de  tests de liaison sont utilisés pour déterminer la constante de liaison à l’équilibre – ceux qui mesurent les concentrations d’équilibre et ceux qui mesurent la cinétique d’une réaction. Dans ce cas, la réaction doit être à l’équilibre au moment de la mesure.

La méthode de détermination des concentrations d’équilibre dépend de la sensibilité souhaitée et de la facilité de détection du signal. Pour ces raisons, les dosages spectroscopiques sont les plus largement utilisés. Dans ces expériences, la réaction produit un changement d’absorbance d’un réactif ou d’un produit à une longueur d’onde donnée, détectable par un spectrophotomètre UV-Vis. En variante, le réactif ou le produit peut être marqué avec une sonde fluorescente ou peut contenir un fluorophore intrinsèque. Ensuite, la progression de la réaction peut être mesurée à partir du changement de fluorescence. Ces tests sont effectués en faisant varier les concentrations d’un réactif tandis que le reste de l’expérience est maintenu constant. Les résultats peuvent ensuite être représentés graphiquement et analysés avec diverses méthodes d’ajustement de courbe.

Les interactions entre protéines et ligands sont également étudiées à l’aide de diverses techniques biochimiques et spectroscopiques. L’analyse structurelle, utilisant la cristallographie aux rayons X et la spectroscopie RMN, aide à prédire les interactions protéine-ligand grâce à des simulations moléculaires. Les approches théoriques et informatiques, telles que les études d’amarrage protéine-ligand, sont largement utilisées pour caractériser la position et les interactions des ligands de petites molécules, y compris les candidats médicaments. La conception de médicaments assistée par ordinateur est une alternative rapide et peu coûteuse pour accélérer le rythme des essais et erreurs conventionnels de dépistage des médicaments.