Konstanta disocijacije

Kiseline i baze
Konstanta disocijacije kiseline · Kiselo-bazna ekstrakcija · Teorije kiselina i baza · Kiselo-bazna titracija · Konstanta disocijacije · Funkcija kiselosti · Puferi · pH · Reakcija Protonski afinitet · Autojonizacija vode · Jačina kiseline
Tipovi kiselina
Brensted · Luis · Mineralne Organske · Jake Superkiseline · Slabe
Tipovi baza
Brensted · Luis · Organske Jake · Superbaze Nenukleofilne · Slabe
п р у

U hemiji, biohemiji, i farmakologiji, konstanta disocijacije je specifični tip konstante ravnoteže koji meri sklonost objekta da se reverzibilno razdvoji (disocira) u manje komponente. Primeri disocijacije su razdvajanje hemijskog kompleksa u molekularne komponente, i razdvanje soli u jonske komponente. Konstanta disocijacije se obično obeležava sa ${\displaystyle K_{d}}$, i one je recipročna vrednost konstante asocijacije. U specijalnom slučaju soli, konstanta disocijacije može isto tako da se zove konstanta jonizacije.

Za opštu reakciju

${\displaystyle \mathrm {A} _{x}\mathrm {B} _{y}\rightleftharpoons x\mathrm {A} +y\mathrm {B} }$

u kojoj se kompleks ${\displaystyle \mathrm {A} _{x}\mathrm {B} _{y}}$ razdvaja u x A podjedinica i y B podjedinica, konstanta disocijacije se definiše sa:

${\displaystyle K_{d}={\frac {[A]^{x}\times [B]^{y}}{[A_{x}B_{y}]}}}$

gde su [A], [B], i [A_xB_y] koncentracije A, B, odnosno kompleksa A_xB_y.

Protein-ligand vezivanje

Konstanta disocijacije se obično koristi za opisivanje afiniteta između ligand (${\displaystyle \mathrm {L} }$) (poput lekaa) i proteina (${\displaystyle \mathrm {P} }$), i.e. kako čvrsto se ligand vezuje za određeni protein. Ligand-protein afiniteti su pod utjecajem ne-kovalentnih intermolekulskih interakcija između dva molekula, kao što su vodonične veze, elektrostatike interakcje, hidrofobne i Van der Valsove veze. Kd je takođe zavisan od koncentracije drugih makromolekula, koji uzrokuju makromolekularnu gužvu.^[1][2]

Formiranje ligand-protein kompleksa (${\displaystyle \mathrm {C} }$) se može se može opisati sledećim procesom

${\displaystyle \mathrm {C} \rightleftharpoons \mathrm {P} +\mathrm {L} }$

čija konstanta disocijacije se definiše sa

${\displaystyle K_{d}={\frac {\left[\mathrm {P} \right]\left[\mathrm {L} \right]}{\left[\mathrm {C} \right]}}}$

gde [${\displaystyle \mathrm {P} }$], [${\displaystyle \mathrm {L} }$] i [${\displaystyle \mathrm {C} }$] označavaju molarne koncentracije proteina, liganda i kompleksa.

Konstanta disocijacije ima molarne jedinice (M), koje odgovaraju koncentraciji liganda [${\displaystyle \mathrm {L} }$] na kojoj je polovina mesta vezivanja na proteinu zauzeta, i.e. koncentracija liganda, na kojoj je koncentracija proteina sa vezanim ligandom [${\displaystyle \mathrm {C} }$], jednaka koncentraciji proteina bez vezanog liganda [${\displaystyle \mathrm {P} }$]. Što je manja konstanta disocijacije, to je čvršće ligand vezan, ili to je veći afinitet liganda i proteina. Na primer, ligand sa nanomolarnom (nM) konstantom disocijacije se vezuje čvršće za određeni protein nego ligand sa makromolarnom (${\displaystyle \mu }$M) konstantom disocijacije.

Pod-nanomolarne konstante disocijacije kao rezultat ne-kovalentnih vezujućih interakcija između dva molekula su retke. Ipak, postoje neki važni izuzeci. Biotin i avidin se vezuju sa konstantama disocijacije od oko ${\displaystyle 10^{-15}}$ M = 1 fM = 0.000001 nM.^[3] Proteinski inhibitori ribonukleaza isto tako mogu da vežu ribonukleaze sa sličnim ${\displaystyle 10^{-15}}$ M afinitetom.^[4]

Konstanta disocijacije za pojedine ligand-protein interakcije je u znatno meri zavisna eksperimentalnih uslova (npr. temperatura, pH i koncentracija soli). Efekata različitih eksperimentalnih uslova je da efektivno menjaju jačinu intermolekularnih interakcija koje vezuju data ligand-protein kompleks.

Lijekovi mogu proizvesti štetne nuspojave putem interakcija s proteinima sa kojima nisu namenjeni ili dizajnirani da interaguju. Zbog toga je znatan deo farmaceutskih istraživanja usmeren na dizajn lekova koji se vezuju samo za njihove ciljane proteine s visokim afinitetom (tipično 0.1-10 nM) ili ka poboljšanju afiniteta pojedinog leka i njegovog in-vivo proteinskog cilja.

Vidi još

• K_i baza podataka
• Kiselina
• pH

Literatura