Affinità, costante di associazione e costante di dissociazione

Questo capitolo risponde a parti della Sezione C(v) del Programma primario CICM 2017, che chiede al candidato all’esame di “descrivere costanti di affinità e dissociazione”. Questo è stato chiesto nella domanda 12 dal secondo documento del 2007. Nello specifico, il collegio voleva sapere cosa significasse il termine “affinità “e si aspettava che i candidati fossero in grado di riconoscere che” koff/kon ” è la relazione che descrive la costante di dissociazione., La domanda è stata superata dal 14% dei candidati all’esame e non è mai più apparsa nell’esame.,koff è la costante di dissociazione della droga dal recettore

Legame tra farmaci e recettori

La relazione tra farmaci che si combinano con i loro recettori può essere descritta come questa:

Nel linguaggio umano, la popolazione di molecole di farmaci e molecole di recettori si combinano ad una certa velocità kon, ad un altro (forse diverso) tasso koff., Quando il sistema viene lasciato riposare per un tempo infinitamente lungo, queste reazioni correranno verso un equilibrio, dove ci sarà una concentrazione costante di farmaci liberi, recettori non legati e complessi di farmaci/recettori. A questo punto, il rapporto tra kon e koff si stabilizzerà.

Un momento di silenzio per la nomenclatura. Chi ha deciso che stavamo andando a chiamare le cose ksomething, e perché? Bene. Le origini esatte di ” k “si perdono nell’antichità, e si può solo supporre che” k ” stia per konstant, dal tedesco., Per convenzione concordata di farmacologia, minuscolo ” k ” è usato per indicare costanti di tasso come kon e koff, mentre K maiuscola è usato per costanti di equilibrio (come Kd). Per essere precisi, kon e koff non sono in realtà i termini ufficiali – l’International Union of Pharmacology Committee on Receptor Nomenclature and Drug Classification preferirebbe utilizzare k+1 per la reazione di associazione e k-1 per la dissociazione del farmaco dal recettore. La terminologia” on “e” off ” è stata mantenuta qui perché è utilizzata dagli esaminatori del college in questione 12 dal secondo documento del 2007.,

Costanti di velocità (kon e koff) e la costante di dissociazione (Kd)

kon è la costante di velocità di associazione. Le unità per kon sono unità di moltiplicate per le unità di nel tempo, cioè di solito sono espresse in talpe al secondo (o picomoli all’ora, a seconda di quanto sia pigra la velocità di reazione e di quanto siano scarsi i reagenti).

koff è la costante di velocità di dissociazione. Le unità per koff sono unità di nel tempo.

Kd è la costante di dissociazione. Questa è la costante che descrive le interazioni farmaco / recettore all’equilibrio.,

Kd = koff/kon

Le unità per Kd sono mol / L , cioè unità di concentrazione. Quando il 50% dei recettori è occupato, Kd = (cioè = ). Quindi, quando Kd è alto, significa che è necessaria una grande concentrazione del farmaco per occupare il 50% dei recettori, cioè il farmaco e il recettore hanno una bassa affinità l’uno per l’altro. Al contrario, un basso valore di Kd significa che il farmaco ha un’alta affinità per il recettore e sono necessarie meno molecole del farmaco per occupare il 50% dei recettori.

Ka è la costante di associazione., È l’opposto di Kd; cioè quando una droga ha un Kd basso ha un Ka alto (cioè lega avidamente al ricevitore). Il termine colloquiale “affinità” è spesso usato in modo intercambiabile con Ka; tuttavia l’affinità come definizione chimica è in realtà qualcosa di leggermente diverso.

Affinità

L’affinità è usata solitamente per descrivere come avidamente una droga lega al suo ricevitore. Questo concetto è preso in prestito dalla fisica chimica e dalla chimica fisica, dove l’affinità è definita come la rappresentazione quantificabile della tendenza di specie chimiche dissimili a formare composti chimici., Eddy (2004) presenta una recensione di un libro di Kim, descrivendo la folle traiettoria che noi come specie abbiamo preso per arrivare alla moderna definizione di libro verde e oro IUPAC, che sostiene che:

“…l’affinità A è la derivata parziale negativa dell’energia libera di Gibbs G rispetto all’estensione della reazione ξ a pressione e temperatura costanti.,”

Per prendere in prestito la formula da Wikipedia,

In questo contesto, si può vedere che un positivo valore di affinità di Un comporterebbe una reazione che avviene spontaneamente, e in negativo, di affinità richiedono reagenti per essere riscaldata o pressurizzato fino A diventa positivo. Che segue bene in una discussione dei fattori che determinano l’affinità e la costante di dissociazione.,

Determinanti di affinità (A) e costante di dissociazione (Kd)

I principali fattori che influenzano l’affinità e la costante di dissociazione sono la temperatura e la presenza di un catalizzatore. In generale, la velocità di qualsiasi reazione è determinata dall’equazione di Arrhenius:

Quindi, è composto da diverse costanti immutabili, ad es. la costante del gas e la temperatura Entro i confini del vaso di reazione fragile che è il corpo umano, la temperatura è abbastanza costante e probabilmente vicino a 37°C., Le uniche cose che varieranno per ogni reazione chimica data sarà Ea, che può essere ridotto in presenza di un catalizzatore. Inoltre, c’è una wild card a forma di A, un fattore pre-esponenziale derivato sperimentalmente che è diverso per ogni reazione chimica e che è fondamentalmente un riflesso del numero di collisioni molecolari che si verificano al secondo, in particolare quelle che mettono i reagenti in un orientamento che è giusto per la reazione., Questo fattore è di solito derivato da esperimenti, e per quanto si può dire non c’è un modo intelligente per prevedere ciò che A sta per essere per una data interazione molecolare.