Ligand

Pojem ligand se v naravoslovnih znanostih uporablja v dveh ključnih pomenih.[1][2] V koordinacijski kemiji je ligand1 vsak atom ali skupina atomov[1], ki s pomočjo večjega števila tako imenovanih koordinativnih vezi veže osrednji (centralni) (navadno kovinski) ion.[1][2] Po drugi strani v biokemiji in biologiji ligand2 predstavlja molekulo, ki se s kemično vezjo veže na drugo, večjo molekulo.[1][2] Beseda ligand je latinskega izvora, kjer ligare pomeni vezati.[3]

Slika prikazuje rutenijev kompleks ((benzen) rutenijev diklorid dimer), kjer sta označena mostovni ligand (veže dva rutenija) in terminalni ligand (veže en rutenij).
Mioglobin (modra) s svojim ligandom, hemom (rdeča).

V koordinacijski kemijiUredi

Ligand v koordinacijski kemiji predstavlja ion ali molekulo (funkcionalno skupino), ki z vezavo na centralni (osrednji) atom tvori tako imenovani koordinacijski kompleks. Običajno velja, da se ob vezavi liganda in kovinskega atoma od liganda odcepi eden ali več elektronskih parov.[4] Na splošno se na ligande gleda kot na donorje elektronov, medtem ko kovinski ioni predstavljajo elektronske akceptorje.[5][6][7] Na nek način gre za pare Lewisovih baz in kislin, kjer prav tako elektroni prehajajo med dvema tipoma snovi.[5][6] Ligandi praviloma predstavljajo Lewisove baze, četudi so poznani redki primeri, ko so ligandi značaja Lewisovih kislin.[8][9]

Med ligandi ločimo mostovne ligande, za katere je značilno, da med seboj povezujejo dva ali več atomov, ki so navadno kovinski.[10] Ligandi, ki niso mostovni (torej kemično vežejo le en atom), se imenujejo terminalni ali končni ligandi.[11] Slika na desni prikazuje molekulo, kjer puščica kaže na osrednji klorov atom, ki igra vlogo mostovnega liganda, ker med seboj povezuje dva rutenijeva atoma (rutenij je prehodna kovina[12]). Druga puščica je usmerjena na drug klorov atom, ki pa kemično vez tvori zgolj z enim rutenijevim atomom.[13]

V biokemiji in biologijiUredi

Ligand je v bioloških znanostih molekula (največkrat manjša molekula), ki se s kemično vezjo veže na drugo, praviloma večjo molekulo.[2] Ligand je pogosto topen.[7] Gre za substanco, ki z vezavo in tvorbo kompleksa z neko biomolekulo omogoči služenje nekemu biološkemu namenu.[14] Na nek način ligand (v biološkem pomenu besede) sproži specifični odziv (denimo celice).[7] Običajno ligand definiramo tako, da del večatomske molekularne entitete predstavlja sredino (center), medtem ko vsak atom ali skupino atomov, ki se tja veže, imenujemo ligand. Uporaba pojma ligand v biokemiji je mnogo širša, saj je lahko osrednja (centralna) entiteta tudi večatomska (in ne zgolj en centralni atom kot pri pojmu ligand v koordinacijski kemiji).[1]

Tipični primeri ligandov v biologiji in biokemiji so denimo nek substrat ali alosterični efektor, ki se veže na encim, poljuben hormon (na primer vazopresin), ki se spoji z ustreznim receptorjem, in protitelo, vezano na antigen.[2]

SkliciUredi

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. "IUPAC - ligands (L03518)". goldbook.iupac.org. Pridobljeno dne 2021-08-13.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 "Termania - Slovenski medicinski slovar - ligánd". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-08-13.
  3. "ligand | Origin and meaning of ligand by Online Etymology Dictionary". www.etymonline.com (angleščina). Pridobljeno dne 2021-08-13.
  4. Burdge, J., & Overby, J. (2020). Chemistry - Atoms first (4th ed.). New York, NY: McGrawHill. doi:9781260571349
  5. 5,0 5,1 Hans Ludwig Schläfer and Günter Gliemann (1969). Basic Principles of Ligand Field Theory. London: Wiley-Interscience. ISBN 0471761001.
  6. 6,0 6,1 Miessler, Gary; Fischer, Paul J.; Tarr, Donald A. (2014). Inorganic Chemistry (5 ed.). Pearson. ISBN 978-0321811059.
  7. 7,0 7,1 7,2 "Farmacevtski terminološki slovar". Inštitut za slovenski jezik Frana Ramovša. Pridobljeno dne 2021-09-09.
  8. Cotton, Frank Albert; Geoffrey Wilkinson; Carlos A. Murillo (1999). Advanced Inorganic Chemistry. Wiley-Interscience. p. 1355. ISBN 978-0471199571.
  9. Miessler, Gary L.; Paul J. Fischer; Donald Arthur Tarr (2013). Inorganic Chemistry. Prentice Hall. p. 696. ISBN 978-0321811059.
  10. Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo. "bridging ligand". Compendium of Chemical Terminology Spletna izdaja.
  11. "What is Terminal Ligands | IGI Global". www.igi-global.com. Pridobljeno dne 2021-08-13.
  12. "Ruthenium | Ru (Element) - PubChem". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Pridobljeno dne 2021-08-13.
  13. "24.2B: Carbonyl Ligands". Chemistry LibreTexts (angleščina). 2015-06-21. Pridobljeno dne 2021-08-13.
  14. Sladek, Frances M. (2011-03-01). "What are Nuclear Receptor Ligands?". Molecular and cellular endocrinology. Vol. 334 no. 1–2. str. 3–13. doi:10.1016/j.mce.2010.06.018. ISSN 0303-7207. PMC 3010294. PMID 20615454.