लिगैंड बाइंडिंग काइनेटिक्स और संतुलन

बाइंडिंग तात्कालिक नहीं होती है: एक लिगैंड अपने रिसेप्टर के साथ एक सीमित दर पर जुड़ता और अलग होता है, और इन दोनों के बीच का संतुलन संतुलन आत्मीयता और इंटरैक्शन के समय-सीमा दोनों को निर्धारित करता है। काइनेटिक्स न केवल यह पूछता है कि स्थिर अवस्था में कितना लिगैंड बंधा हुआ है, बल्कि यह भी पूछता है कि वह अवस्था कितनी जल्दी पहुँचती है और कॉम्प्लेक्स कितने समय तक रहता है।

Definition

लिगैंड बाइंडिंग काइनेटिक्स एक लिगैंड के अपने बाइंडिंग साइट के साथ समय-निर्भर जुड़ाव और अलगाव का वर्णन करता है, जो एसोसिएशन दर स्थिरांक (kon) और डिसोसिएशन दर स्थिरांक (koff) द्वारा नियंत्रित होता है, जिसका अनुपात संतुलन डिसोसिएशन स्थिरांक (Kd = koff/kon) को परिभाषित करता है जो स्थिर अवस्था में बाइंडिंग की विशेषता बताता है।

Scope

यह विषय लिगैंड एसोसिएशन और डिसोसिएशन के दर स्थिरांक, संतुलन डिसोसिएशन स्थिरांक के साथ उनके संबंध, निवास समय की अवधारणा, और रेडियोलिगैंड और संबंधित एसेज़ में बाइंडिंग को कैसे मापा और विश्लेषण किया जाता है, जिसमें देखे गए अवरोधन और अंतर्निहित आत्मीयता स्थिरांक के बीच रूपांतरण शामिल है। यह फार्माकोडायनामिक्स में संदर्भ सामग्री है और खुराक संबंधी कोई मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• एक लिगैंड अपने रिसेप्टर से कितनी तेजी से जुड़ता और अलग होता है?
• एसोसिएशन और डिसोसिएशन दर स्थिरांक संतुलन आत्मीयता को कैसे निर्धारित करते हैं?
• निवास समय क्या है, और बाइंडिंग की अवधि क्यों मायने रखती है?
• रेडियोलिगैंड संतृप्ति और प्रतिस्पर्धा प्रयोगों से बाइंडिंग पैरामीटर कैसे निकाले जाते हैं?

Key concepts

• एसोसिएशन दर स्थिरांक (kon)
• डिसोसिएशन दर स्थिरांक (koff)
• संतुलन डिसोसिएशन स्थिरांक (Kd = koff/kon)
• निवास समय
• संतृप्ति बाइंडिंग और स्कैचर्ड विश्लेषण
• प्रतिस्पर्धा बाइंडिंग (IC50, Ki)
• विशिष्ट बनाम गैर-विशिष्ट बाइंडिंग

Key theories

द्रव्यमान-क्रिया बाइंडिंग काइनेटिक्स

वह ढांचा जो लिगैंड-रिसेप्टर एसोसिएशन को kon और koff द्वारा नियंत्रित एक द्विआणविक प्रतिक्रिया के रूप में मानता है, जो द्रव्यमान-क्रिया के नियम के माध्यम से बाइंडिंग के समय-सीमा और संतुलन अधिभोग की भविष्यवाणी करता है।

चेंग-प्रुसॉफ संबंध

वह संबंध जो बाइंडिंग एसे में अर्ध-अधिकतम अवरोधन (IC50) उत्पन्न करने वाले एक प्रतियोगी की सांद्रता को प्रतियोगी के वास्तविक आत्मीयता स्थिरांक (Ki) में परिवर्तित करता है, रेडियोलिगैंड सांद्रता और उसकी आत्मीयता के लिए सही करता है।

Mechanisms

लिगैंड और रिसेप्टर एसोसिएशन दर स्थिरांक kon और मुक्त लिगैंड और मुक्त रिसेप्टर की सांद्रता द्वारा निर्धारित दर पर संयोजित होते हैं, जबकि कॉम्प्लेक्स डिसोसिएशन दर स्थिरांक koff द्वारा निर्धारित दर पर टूटता है; संतुलन में दो विरोधी प्रक्रियाएं संतुलित होती हैं, और उनका अनुपात संतुलन डिसोसिएशन स्थिरांक, Kd = koff/kon को परिभाषित करता है। एक ही संतुलन आत्मीयता बहुत अलग दर युग्मों से उत्पन्न हो सकती है, इसलिए समान Kd वाले दो लिगैंड्स कितनी तेजी से बंधते हैं और, विशेष रूप से, कितनी धीरे-धीरे वे अलग होते हैं, इसमें बहुत भिन्न हो सकते हैं - जिसे निवास समय, कॉम्प्लेक्स का औसत जीवनकाल द्वारा दर्शाया जाता है। प्रयोगशाला में ये मात्राएँ काइनेटिक समय-सीमा प्रयोगों और संतुलन संतृप्ति एसेज़ से प्राप्त की जाती हैं, जबकि प्रतिस्पर्धा एसेज़ एक अलिखित लिगैंड की सांद्रता को मापते हैं जो एक रेडियोलिगैंड के आधे हिस्से को विस्थापित करता है; चेंग-प्रुसॉफ संबंध तब उस अर्ध-अवरोधन सांद्रता को उपयोग किए गए रेडियोलिगैंड के लिए सही करके लिगैंड के आत्मीयता स्थिरांक में परिवर्तित करता है। मोटुल्स्की और महान ने उन काइनेटिक्स को व्युत्पन्न किया जिनकी अपेक्षा तब की जाती है जब एक लेबल वाला और एक अलिखित लिगैंड प्रतिस्पर्धा करते हैं, जिससे ऐसे प्रयोगों से दर स्थिरांक का अनुमान लगाया जा सकता है।

Clinical relevance

बाइंडिंग काइनेटिक्स यह बताता है कि लक्ष्य जुड़ाव की दर और दृढ़ता को कैसे चित्रित किया जाता है, और निवास-समय की अवधारणा यह तर्क देने का एक तरीका है कि कुछ इंटरैक्शन मुक्त दवा की उपस्थिति से अधिक समय तक क्यों रहते हैं। ये बाइंडिंग डेटा की व्याख्या के लिए संदर्भ सिद्धांत हैं और खुराक या उपचार के लिए निर्देश प्रदान नहीं करते हैं।

Evidence & guidelines

काइनेटिक और संतुलन बाइंडिंग विश्लेषण नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय प्रयोगशाला फार्माकोलॉजी और मानकीकृत कार्यप्रणाली पर आधारित है; मात्रात्मक परंपराएं मानक संदर्भों और इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बेसिक एंड क्लिनिकल फार्माकोलॉजी (IUPHAR) नामकरण में निर्धारित की गई हैं।

History

मात्रात्मक बाइंडिंग विश्लेषण 1970 के दशक में रेडियोलिगैंड विधियों की शुरुआत के साथ परिपक्व हुआ, जिसने रिसेप्टर संख्याओं और आत्मीयताओं को सीधे मापने की अनुमति दी। चेंग और प्रुसॉफ के 1973 के संबंध ने प्रतिस्पर्धा एसेज़ को वास्तविक आत्मीयता के संदर्भ में व्याख्या करने योग्य बनाया, और मोटुल्स्की और महान के 1984 के उपचार ने प्रतिस्पर्धी बाइंडिंग प्रयोगों के लिए काइनेटिक सिद्धांत प्रदान किया। कोल्क्वाउन के यांत्रिक कार्य ने इन मापे गए स्थिरांकों को अंतर्निहित एकल-रिसेप्टर बाइंडिंग और गेटिंग प्रक्रियाओं से जोड़ा।

Key figures

• David Colquhoun
• Harvey J. Motulsky
• Yung-Chi Cheng
• William H. Prusoff

Seminal works

• cheng-prusoff-1973
• motulsky-mahan-1984

Frequently asked questions

क्या दो दवाओं की आत्मीयता समान हो सकती है लेकिन काइनेटिक्स अलग-अलग हो सकते हैं?

हाँ। आत्मीयता डिसोसिएशन और एसोसिएशन दर स्थिरांक का अनुपात है, इसलिए दो दवाएं समान संतुलन आत्मीयता साझा कर सकती हैं जबकि बहुत अलग गति से जुड़ती और अलग होती हैं, जिससे उन्हें अलग-अलग निवास समय मिलते हैं।

चेंग-प्रुसॉफ समीकरण क्या करता है?

यह एक प्रतियोगी की सांद्रता को, जो रेडियोलिगैंड बाइंडिंग (IC50) को आधा रोकता है, प्रतियोगी के वास्तविक आत्मीयता स्थिरांक (Ki) में परिवर्तित करता है, जो एसे में उपयोग किए गए रेडियोलिगैंड की सांद्रता और आत्मीयता के लिए सही करता है।