Ligands ir signālu iedarbināšanas molekula, kas atbilst specifiskām receptoru proteīnu vietām, kas atrodas uz šūnu sienām dzīvo organismu ķermenī. Kad ligands iekļaujas tā specifiskajā proteīna vietā, tas izraisa proteīna fiziskās formas izmaiņas. Šīs receptoru proteīna formas izmaiņas var aktivizēt vai kavēt citu bioloģisku mehānismu, kas saistīts ar šo konkrēto mijiedarbību. Veidu, kādā ligands un proteīns sader kopā, un to iegūto produktu sauc par proteīna-ligandu mijiedarbību.
Olbaltumvielu un ligandu mijiedarbība ir ļoti sarežģīta. Visas molekulas satur kopā spēcīgi elektroniski spēki, kas tās ieskauj to trīsdimensiju konfigurācijā telpā. Šie spēki var atgrūst vai piesaistīt citas molekulas atkarībā no to elektroniskās struktūras. Bioloģiskās molekulas bieži darbojas kā magnēti ar līdzīgu lādiņu vai pretēju lādiņu, atgrūž viena otru vai piesaista viena otru.
Turklāt bioloģisko molekulu faktiskā fiziskā konfigurācija ietekmē to, vai tās saderēs kopā un cik precīzai ir jābūt. Dažas bioloģiskās molekulas ir elastīgas un izliecas savā vidē, bet citas ir stingrākas. Katram receptoram ir arī aktīvā vieta, kas ir īpaša vieta, kas izraisa bioloģiskās izmaiņas. Šīs aktīvās vietnes atrašanās vieta ir svarīga, lai noteiktu, cik liela ir tās aktivizēšanas iespējamība. Ligandi un olbaltumvielas mijiedarbojas, peldot pa ķermeņa šūnu virsmām, tāpēc derība ne vienmēr būs taisna, kā atslēga iederas slēdzenē.
Izpratne par olbaltumvielu un ligandu mijiedarbību ir ļoti svarīga, lai radītu jaunas terapeitiskās zāles slimību ārstēšanai, kā arī lai izprastu pašas slimības bioloģiskos cēloņus. Pētniekam, kas interesējas par ligandu un olbaltumvielu mijiedarbību zāļu izstrādei, jāņem vērā papildu faktori. Daži šādi apsvērumi ietver pētījumu par to, cik efektīvas jaunās zāles būs saistīšanās ar interesējošo receptoru proteīnu, iespējamās blakusparādības un mehānisms, ar kuru organisms sadalīs zāles.
Šo mijiedarbību pētīšanai ir pieejamas daudzas ķīmiskas un datorizētas metodes, un tās visas ir balstītas uz papildu ligandu formas un lādiņa atrašanu receptoram, ko pētnieks vēlas uzvedībā mainīt. Datorizētās projektēšanas programmas parasti izmanto, lai pētītu olbaltumvielu un ligandu mijiedarbību un izstrādātu jaunas zāles cilvēku slimību ārstēšanai. Tas ir iespējams, jo daudzas molekulu fizikālās un ķīmiskās īpašības ir labi zināmas, piemēram, to elektroniskās struktūras.