結構生物化學/蛋白質功能/配體
配體是一個小分子，能夠透過弱相互作用（如離子鍵、氫鍵、範德華力、疏水效應）與蛋白質結合。在某些情況下，配體也充當訊號觸發分子。配體可以是底物抑制劑、啟用劑或神經遞質。
例如，氧是與血紅蛋白和肌紅蛋白結合的配體。
結合位點：蛋白質的一個區域，與特定分子或離子互補。該位點通常對配體表現出特異性。蛋白質一級結構的弱相互作用，特別是側鏈與配體的相互作用，通常會引發反應。所有結合位點都被配體結合時的濃度稱為飽和點。
誘導契合是指酶是一種靈活的實體，而不是剛性的實體。活性位點和底物之間的相互作用不斷略微重塑三級結構。底物不是簡單地結合到活性位點，而是酶和底物相互塑造，誘導契合，類似於鑰匙和鎖的契合。這使得底物處於精確的位置，從而能夠催化反應。
解離常數：Kd是配體結合到結合位點的趨勢。它是透過配體和酶的濃度之比與酶-配體複合物的濃度之比來衡量的。它等於配體濃度，此時總結合位點被一半佔據。締合常數等於解離常數的倒數。
協同性：別構作用：希爾方程
一個帶電荷或中性、具有非鍵合電子對的分子、原子或離子，作為電子給予體或路易斯鹼，形成與中心金屬原子或離子鍵合的配位絡合物；它對於控制配體和金屬複合物的化學反應性很重要；單功能配體是具有一個非鍵合電子對的配位絡合物，多功能或稱為螯合物，具有兩個或多個。生物配體大多是電子給予體；生物系統中重要的一個例子是血紅素，它是氮給予體，形成螯合物結構。
當配體與蛋白質結合時，蛋白質的化學構象會發生改變。蛋白質的三級結構會發生改變。蛋白質的構象決定了蛋白質的功能，因為結構通常表明了關於功能的大量資訊。配體與蛋白質結合的趨勢被稱為親和力。
結合親和力取決於結合位點與配體的相互作用。當配體和結合位點之間分子間力的相互作用很高時，親和力就會增加。類似地，當配體和結合位點之間的分子間力較弱時，親和力就會降低。
當配體結合的親和力很高時，配體的濃度不需要很高才能使配體達到其最大結合潛力。類似地，當親和力很低時，配體的濃度必須很大才能使配體正確地結合到結合位點。
例如，配體對血紅蛋白 T 型中的 2，3-二磷酸甘油酸有影響。配體結合到脫氧血紅蛋白腔中，降低了氧親和力。因此，它穩定了血紅蛋白的脫氧形式。
配體是一種能夠與其他生物分子結合並形成複合物以執行生物過程的物質。本質上，它是一個透過分子間力（離子鍵、氫鍵、範德華力）觸發訊號並與蛋白質活性位點結合的分子。對接（締合）通常是可逆反應（解離）。在生物系統中，很少發現配體與其目標分子之間不可逆的共價鍵。當配體與其受體結合時，化學構象會發生改變。例如，受體蛋白的三維形狀在配體結合時會發生改變。此外，受體蛋白的構象狀態會引起受體功能狀態的變化。配體結合的強度/趨勢被稱為親和力。配體型別包括底物、抑制劑、啟用劑和神經遞質。
人體細胞利用受體介導的內吞作用攝取膽固醇，用於膜的合成和作為其他類固醇合成的前體。膽固醇在血液中以低密度脂蛋白 (LDL) 顆粒的形式運輸，這些顆粒是脂類和蛋白質的複合物。這些顆粒充當配體，因此它們與膜上的 LDL 受體結合並透過內吞作用進入細胞。在患有家族性高膽固醇血癥的患者中，這是一種遺傳性疾病，其特徵是血液中膽固醇水平很高，LDL 受體蛋白有缺陷或缺失，因此 LDL 顆粒無法進入細胞。相反，膽固醇在血液中積聚，在那裡它會導致早發性動脈粥樣硬化。動脈粥樣硬化是在血管壁內積聚脂類沉積物，導致血管向內突起並阻礙血流。
注意：這是細胞參與的三種內吞作用型別。第三種代表了人體膽固醇中提到的受體-配體結合。
配體與蛋白質的結合受蛋白質結構的很大影響，並且通常伴隨著構象變化。例如，血紅素與其各種配體結合的特異性在血紅素是肌紅蛋白的組成部分時會發生改變。當一氧化碳與遊離血紅素分子結合時，它的結合能力比氧氣強 20,000 多倍，但當血紅素結合到肌紅蛋白中時，它只比氧氣強 200 倍。這種差異很可能是由於空間位阻造成的，但也有一些尚未得到充分定義的其他因素可能會影響血紅素與一氧化碳的相互作用。
氧氣在水溶液中的溶解度很低，如果它只是溶解在血清中，則無法以足夠的量輸送到組織。氧氣透過組織的擴散在超過幾毫米的距離上也不起作用。然而，大型多細胞動物的進化依賴於能夠運輸和儲存氧氣的蛋白質的進化，但蛋白質中沒有一種氨基酸側鏈適合可逆地結合氧氣分子。這一功能由某些過渡金屬完成，其中包括鐵和銅，它們具有很強的結合氧氣的趨勢。多細胞生物利用金屬的特性，最常見的是鐵，來進行氧氣運輸。然而，鐵會促進高反應性氧物質的形成，這些物質會破壞 DNA 和其他大分子。因此，細胞中使用的鐵以將其隔離或使其反應性降低的形式結合。為了使多細胞生物能夠利用鐵，尤其是在需要長距離運輸的情況下，鐵被整合到稱為血紅素的蛋白質結合輔基中。二價鐵可逆地結合氧氣，而三價鐵不結合氧氣。血紅素存在於許多氧氣運輸蛋白以及參與氧化還原反應的蛋白中。當氧氣與血紅素結合時，血紅素鐵的電子性質會發生變化，這解釋了從缺氧靜脈血的深紫色到富氧動脈血的鮮紅色的顏色變化。一些小分子，例如一氧化碳 (CO) 和一氧化氮 (NO)，比氧氣更容易與血紅素鐵配位。當一氧化碳分子與血紅素結合時，氧氣會被排斥，這就是一氧化碳對需氧生物具有高毒性的原因。透過包圍和隔離血紅素，結合氧氣的蛋白質可以調節 CO 和其他小分子對血紅素鐵的接近程度。
肌紅蛋白是一種相對簡單的結合氧氣的蛋白質，幾乎存在於所有哺乳動物中，主要存在於肌肉組織中。它促進肌肉中的氧氣擴散。肌紅蛋白是一個單一的由 153 個氨基酸殘基組成的多肽，含有一個血紅素分子。它是球蛋白家族的典型代表，所有球蛋白都具有相似的初級和三級結構。