Chemische Affinität

Die chemische Affinität ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit und Triebkraft einer chemischen Reaktion. Die Grundlage für dieses Maß liefern Atome, Ionen oder Moleküle, die eine Bindung anstreben. Diese Bindung kann verschiedener Natur sein. Affinität wird durch den Beitrag verschiedener Arten von Bindungen definiert. Hierbei spielen ionische und kovalente Bindungen eine Rolle, sowie auch Van-der-Waals-Kräfte etc.

Je nach Bindungstyp der ablaufenden Reaktion bzw. der entstehenden Produkte unterteilt man die chemische Affinität in verschiedene Arten.

2.1. Reaktionsaffinität

Hierbei kommt die Affinität durch das Bestreben von Teilchen um eine gemeinsame Bindung zustande. In der Medizin spielen dabei kovalente Bindungen eine deutlich wesentlichere Rolle als ionische Bindungen.

2.2. Konkurrenzaffinität

Wenn zwei Teilchen für die Bindung mit einem zentralen Teilchen konkurrieren, spricht man von Konkurrenzaffinität. Der wichtigste Vertreter dieser Klasse ist die Sauerstoffaffinität, bei denen zwei Metallionen für eine Bindung mit Sauerstoff konkurrieren.

2.3. Bindungsaffinität

Diese Art von Affinität kommt nur zustande, wenn keine wirkliche Bindung zwischen Teilchen herrscht, sondern nur elektrostatische Wechselwirkungen, wie z.B. die Van-der-Waals-Kraft (VdW). Bei Protein-Ligand-Wechselwirkungen und ähnlichen Reaktionen ist die Bindungsaffinität ein gutes Maß für die Abschätzung der Stabilität dieser Wechselwirkungen.

Die Bindungsaffinität korreliert fast immer mit der Gleichgewichtskonstante K_D. Deshalb ist die Bestimmung von K_D essentiell wichtig. Hierbei dient die Gleichgewichtsreaktion zwischen Biomolekül und Ligand zum einem Komplex und dessen Rückreaktion als Grundlage für die Bestimmung von K_D. Hierbei wird durch folgende Formel die Gleichgewichtskonstante bestimmt:

• c_B: Konzentration des Biomoleküls
• c_L: Konzentration des Liganden
• c_BL: Konzentration des Komplexes

Je kleiner K_D umso stabiler ist der Komplex, somit auch die Bindungsaffnität.