Кіріспе

Рецепторға байланысқан лигандтың үлесін көрсететін диаграмма. Хильль теңдеуі – биохимиялық сипаттамада қолданылатын теңдеу ретінде. Биохимия және фармакологияда Хильль теңдеуі лиганд концентрациясының функциясы ретінде лигандтардың макромолекулаларға байланысуын көрсететін екі тығыз байланысты теңдеуді білдіреді. Лиганд – "биомолекуламен биологиялық мақсатқа жету үшін кешен құрайтын зат" (лиганд анықтамасы), ал макромолекула – құрауыштардың күрделі құрылымы бар ақуыз сияқты өте үлкен молекула (макромолекула анықтамасы). Белсенді лигандтың байланысуы әдетте мақсатты белоктың құрылымын өзгертеді, осылайша оның жасушадағы қызметін өзгертеді. Екі Хильль теңдеуінің айырмашылығы – олар толықтығын немесе жауапты өлшеуі. Хильль теңдеуі макромолекулалардың толықтығын көрсетеді: лигандпен қаныққан немесе байланысқан үлесі. Бұл теңдеу формальды түрде Лангмуир изотермісімен тең. Керісінше, Хильль теңдеуінің өзі лигандқа жасушалық немесе тіндік жауапты көрсетеді: жүйенің физиологиялық нәтижесі, мысалы, бұлшық етінің жирылуы. Хильль теңдеуі 1910 жылы Арчибальд Хилл гемоглобиннің сигмоидты O2 байланысу қисығын сипаттау үшін алғаш рет жасаған. Лигандтың макромолекулаға байланысуы, егер сол макромолекулада басқа лигандтар болса, көбінесе күшейеді (бұл кооперативтік байланыс деп аталады). Хильль теңдеуі ферментке немесе рецепторға байланысатын лигандтың кооперативтілік дәрежесін анықтау үшін пайдалы. Хильль коэффициенті лиганд байланысу орындарының өзара әрекеттесу дәрежесін өлшеуге мүмкіндік береді. Хильль теңдеуі (жауап үшін) доза-жауап қисықтарын құрастыруда маңызды.

Лигандпен байланысқан рецепторлардың үлесі

Хилл теңдеуі көбінесе келесі түрлерде жазылады.

Гадум теңдеуі

Гаддом теңдеуі – кері қайтарылатын бәсекелестік антагонисті ескеретін Хилл теңдеуінің одан әрі жалпыланған түрі. Доза-жауап қатынасын сызықтық ету үшін деректерді түрлендіруден гөрі, сызықсыз регрессияға негізделген эмпирикалық модельдер көбінесе артықшылық танытады.

Қолданбалар

Хилл теңдеуі фармакологияда дәрінің функционалдық параметрлерін анықтау үшін жиі қолданылады, сондай-ақ биохимияның басқа салаларында да пайдаланылады. Хилл теңдеуі доза-жауап байланыстарын сипаттауға мүмкіндік береді, мысалы, иондық каналдың ашылу ықтималдығы (P ашық) лиганд концентрациясына тәуелділігі.

Шектеулер

Лиганд молекулалары рецепторға бірдей уақытта байланысады деген болжамға сүйенгендіктен, Хилл теңдеуі физикалық тұрғыдан шынайы емес модель деп сынға ұшырады. Бірінші және одан кейінгі лигандтардың байланысуы ең жоғары оң кооперативтілікке алып келген жағдайлар болмаса. Хилл коэффициенті мен жауап коэффициенті арасында мынадай байланыс бар. Altszyler және авторлар (2017) бұл жоғары сезімталдық өлшемдерінің байланысты екенін көрсетті.