结构生物化学/蛋白质功能/配体
配体是一个小分子，能够通过弱相互作用（如离子键、氢键、范德华力、疏水效应）与蛋白质结合。在某些情况下，配体也充当信号触发分子。配体可以是底物抑制剂、激活剂或神经递质。
例如，氧是与血红蛋白和肌红蛋白结合的配体。
结合位点：蛋白质的一个区域，与特定分子或离子互补。该位点通常对配体表现出特异性。蛋白质一级结构的弱相互作用，特别是侧链与配体的相互作用，通常会引发反应。所有结合位点都被配体结合时的浓度称为饱和点。
诱导契合是指酶是一种灵活的实体，而不是刚性的实体。活性位点和底物之间的相互作用不断略微重塑三级结构。底物不是简单地结合到活性位点，而是酶和底物相互塑造，诱导契合，类似于钥匙和锁的契合。这使得底物处于精确的位置，从而能够催化反应。
解离常数：Kd是配体结合到结合位点的趋势。它是通过配体和酶的浓度之比与酶-配体复合物的浓度之比来衡量的。它等于配体浓度，此时总结合位点被一半占据。缔合常数等于解离常数的倒数。
协同性：别构作用：希尔方程
一个带电荷或中性、具有非键合电子对的分子、原子或离子，作为电子给予体或路易斯碱，形成与中心金属原子或离子键合的配位络合物；它对于控制配体和金属复合物的化学反应性很重要；单功能配体是具有一个非键合电子对的配位络合物，多功能或称为螯合物，具有两个或多个。生物配体大多是电子给予体；生物系统中重要的一个例子是血红素，它是氮给予体，形成螯合物结构。
当配体与蛋白质结合时，蛋白质的化学构象会发生改变。蛋白质的三级结构会发生改变。蛋白质的构象决定了蛋白质的功能，因为结构通常表明了关于功能的大量信息。配体与蛋白质结合的趋势被称为亲和力。
结合亲和力取决于结合位点与配体的相互作用。当配体和结合位点之间分子间力的相互作用很高时，亲和力就会增加。类似地，当配体和结合位点之间的分子间力较弱时，亲和力就会降低。
当配体结合的亲和力很高时，配体的浓度不需要很高才能使配体达到其最大结合潜力。类似地，当亲和力很低时，配体的浓度必须很大才能使配体正确地结合到结合位点。
例如，配体对血红蛋白 T 型中的 2，3-二磷酸甘油酸有影响。配体结合到脱氧血红蛋白腔中，降低了氧亲和力。因此，它稳定了血红蛋白的脱氧形式。
配体是一种能够与其他生物分子结合并形成复合物以执行生物过程的物质。本质上，它是一个通过分子间力（离子键、氢键、范德华力）触发信号并与蛋白质活性位点结合的分子。对接（缔合）通常是可逆反应（解离）。在生物系统中，很少发现配体与其目标分子之间不可逆的共价键。当配体与其受体结合时，化学构象会发生改变。例如，受体蛋白的三维形状在配体结合时会发生改变。此外，受体蛋白的构象状态会引起受体功能状态的变化。配体结合的强度/趋势被称为亲和力。配体类型包括底物、抑制剂、激活剂和神经递质。
人体细胞利用受体介导的内吞作用摄取胆固醇，用于膜的合成和作为其他类固醇合成的前体。胆固醇在血液中以低密度脂蛋白 (LDL) 颗粒的形式运输，这些颗粒是脂类和蛋白质的复合物。这些颗粒充当配体，因此它们与膜上的 LDL 受体结合并通过内吞作用进入细胞。在患有家族性高胆固醇血症的患者中，这是一种遗传性疾病，其特征是血液中胆固醇水平很高，LDL 受体蛋白有缺陷或缺失，因此 LDL 颗粒无法进入细胞。相反，胆固醇在血液中积聚，在那里它会导致早发性动脉粥样硬化。动脉粥样硬化是在血管壁内积聚脂类沉积物，导致血管向内突起并阻碍血流。
注意：这是细胞参与的三种内吞作用类型。第三种代表了人体胆固醇中提到的受体-配体结合。
配体与蛋白质的结合受蛋白质结构的很大影响，并且通常伴随着构象变化。例如，血红素与其各种配体结合的特异性在血红素是肌红蛋白的组成部分时会发生改变。当一氧化碳与游离血红素分子结合时，它的结合能力比氧气强 20,000 多倍，但当血红素结合到肌红蛋白中时，它只比氧气强 200 倍。这种差异很可能是由于空间位阻造成的，但也有一些尚未得到充分定义的其他因素可能会影响血红素与一氧化碳的相互作用。
氧气在水溶液中的溶解度很低，如果它只是溶解在血清中，则无法以足够的量输送到组织。氧气通过组织的扩散在超过几毫米的距离上也不起作用。然而，大型多细胞动物的进化依赖于能够运输和储存氧气的蛋白质的进化，但蛋白质中没有一种氨基酸侧链适合可逆地结合氧气分子。这一功能由某些过渡金属完成，其中包括铁和铜，它们具有很强的结合氧气的趋势。多细胞生物利用金属的特性，最常见的是铁，来进行氧气运输。然而，铁会促进高反应性氧物质的形成，这些物质会破坏 DNA 和其他大分子。因此，细胞中使用的铁以将其隔离或使其反应性降低的形式结合。为了使多细胞生物能够利用铁，尤其是在需要长距离运输的情况下，铁被整合到称为血红素的蛋白质结合辅基中。二价铁可逆地结合氧气，而三价铁不结合氧气。血红素存在于许多氧气运输蛋白以及参与氧化还原反应的蛋白中。当氧气与血红素结合时，血红素铁的电子性质会发生变化，这解释了从缺氧静脉血的深紫色到富氧动脉血的鲜红色的颜色变化。一些小分子，例如一氧化碳 (CO) 和一氧化氮 (NO)，比氧气更容易与血红素铁配位。当一氧化碳分子与血红素结合时，氧气会被排斥，这就是一氧化碳对需氧生物具有高毒性的原因。通过包围和隔离血红素，结合氧气的蛋白质可以调节 CO 和其他小分子对血红素铁的接近程度。
肌红蛋白是一种相对简单的结合氧气的蛋白质，几乎存在于所有哺乳动物中，主要存在于肌肉组织中。它促进肌肉中的氧气扩散。肌红蛋白是一个单一的由 153 个氨基酸残基组成的多肽，含有一个血红素分子。它是球蛋白家族的典型代表，所有球蛋白都具有相似的初级和三级结构。