1.3.2　結合過程理論模型

結合過程中，配體分子與受體分子間發生相互作用，最終形成穩定的復合體，從而改變了受體分子的生理作用。對于配體分子與受體分子相互作用模式，目前主要存在以下幾個理論模型。

1.3.2.1　鎖鑰模型

1894年Emil Fisher提出了鎖鑰模型(lock and key model)[9]，其試圖用來解釋受體與配體作用過程，這也是最早的一種理論模型。它把受體大分子比作要開啟的鎖，把配體比作鑰匙，只有當鑰匙與鎖精確匹配時，鎖才能被打開，從而發生生理作用變化。這個模型中，受體和配體分子被當作剛性結構，雖然其能夠比較好地解釋結合前后構象變化較小的配體和受體相互作用過程，卻很難準確描述結合前后構象變化較大的過程。另外，鎖鑰模型非常好地描述了受體分子和配體分子形成復合體過程中高度的空間幾何互補性。圖1.5即為鎖鑰模型。

1.3.2.2　誘導契合模型

基于酶-底物相互作用時，酶的構象受底物誘導發生變化，Koshland提出了誘導契合理論(induced fit theory)[10]。這一理論提出受體結合位點的形狀和物理化學性質分布在結晶狀態下未必與配體表現出互補性；但是當受體分子與配體分子發生相互作用時，由于結合位點具有可塑性和柔性，而在配體分子的誘導下發生構象變化，從而產生幾何形狀和物理化學性質上的互補性結合(圖1.6)。當然，這種由分子間相互作用而誘導出來的構象變化是可逆的。

誘導契合理論也適用于蛋白質-蛋白質相互作用，當蛋白質與蛋白質分子發生結合和解離時，構象也發生可逆性變化。構象變化幅度也有大有小，可以是一個氨基酸殘基的微小位置變化，也可以是整個蛋白結構域構象的大幅度改變。這里需要指出的是，在蛋白質與蛋白質分子之間發生的誘導契合是相互的，一個蛋白質分子構象發生變化的同時，另一個蛋白質分子構象也會發生改變。

1.3.2.3　構象選擇-誘導模型

Kumar等提出了一種新的理論模型：構象選擇-誘導模型(conformational selection and induction model)[11]，模型的示意見圖1.7。這種模型認為在溶液中，受體本來就存在著多種不同的構象，這些不同的構象間相互平衡，這是一個動態過程。當受體分子和配體分子相互結合時，就破壞了自然分布的平衡系統，平衡向結合構象的方向移動。也就是說，配體分子是與一個預先存在的受體分子相結合而形成穩定的復合物。這樣的模型解釋與鎖鑰模型和誘導契合模型完全不同。

構象選擇-誘導模型與誘導契合理論都是以分子的柔性和結構鏈的可移動性為前提，從熱力學理論來看，它們在本質上是一致的。越來越多的證據支持構象選擇-誘導模型，而誘導契合理論則可以比較貼切地反映出配體分子與受體分子結合過程中互補匹配形成過程。然而，幾何形狀互補匹配也是分子結合時需要遵循的規則，鎖鑰模型也有它正確的一面。所以，上述的每個模型都很難單獨、合理地解釋受體分子和配體分子的結合過程，三者的結合則可以比較合理地描述結合過程。