В биохимии и молекулярной биологии сайт связывания (участок связывания) — это участок макромолекулы, такой как белок, который специфично связывается с другой молекулой[1]. Партнер связывания макромолекулы часто называют лигандом[2]. Лиганды могут включать другие белки (приводящие к взаимодействию белок-белок)[3][4], ферментные субстраты[5], вторичные мессенджеры, гормоны или аллостерические модуляторы[6]. Событие связывания часто, но не всегда, сопровождается конформационным изменением, которое изменяет функцию белка[7]. Связывание с сайтами связывания белков чаще всего является обратимым (временным и нековалентным), но также может быть ковалентным обратимым[8] или необратимым[9].
Связывание лиганда с сайтом связывания на белке часто вызывает изменение конформации белка и приводит к изменению клеточной функции. Следовательно, сайты связывания на белке являются критическими частями путей передачи сигнала[10]. Типы лигандов включают нейротрансмиттеры, токсины, нейропептиды и стероидные гормоны[11]. Сайты связывания подвергаются функциональным изменениям в ряде контекстов, включая ферментативный катализ, передачу сигналов молекулярного пути, гомеостатическую регуляцию и физиологическую функцию. Электрический заряд, стерическая форма и геометрия сайта избирательно позволяют связывать высокоспецифичные лиганды, активируя определённый каскад клеточных взаимодействий, за которые отвечает белок[12][13].
Ферменты вызывают катализ, более прочно связываются с переходными состояниями, чем субстраты и продукты. В сайте каталитического связывания на субстрат могут действовать несколько различных взаимодействий. Они варьируются от электрокатализа, кислотного и основного катализа до ковалентного катализа и катализа ионами металлов[11]. Эти взаимодействия уменьшают энергию активации химической реакции, обеспечивая благоприятные взаимодействия для стабилизации высокоэнергетической молекулы. Связывание ферментов обеспечивает более близкое расположение и исключение веществ, не имеющих отношения к реакции. Это специфическое связывание также препятствует побочным реакциям[14][11].
Типы ферментов, которые могут выполнять эти действия, включают оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы[15].
Например, гексокиназа трансферазы катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата. Остатки активного центра гексокиназы позволяют стабилизировать молекулу глюкозы в активном центре и стимулируют начало альтернативного пути благоприятных взаимодействий, снижая энергию активации[16].
Ингибирование белка связыванием ингибитора может вызвать нарушение регуляции пути, гомеостатической регуляции и физиологической функции.