一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基縮水形成的共價鍵,稱為肽鍵。在蛋白質(zhì)分子中,氨基酸之間以肽鍵連接起來,形成肽鏈。
最簡單的肽由兩個氨基酸組成,稱為二肽。含有三個氨基酸的肽稱為三肽,以此類推。肽鏈中的氨基酸由于形成肽鍵時脫水,已不是完整的氨基酸,所以稱為殘基。肽的命名是根據(jù)組成肽的氨基酸殘基來確定的。一般從肽的氨基端開始,稱為某氨酰某氨?!嘲被?。肽的書寫也是從氨基端開始:
H2N-Ala-Tyr-Gly-COOH
肽鏈的英文名稱也是連續(xù)書寫的,上面的三肽寫作“Alanyltyrosylglycine”。所以,一條長長的肽鏈,就會有一個長長的名字。據(jù)說,肌聯(lián)蛋白含有25000多個氨基酸,其化學(xué)名是最長的英文單詞,有189,819個字母,讀一遍要用3個半小時。
肽鍵中的原子由于可產(chǎn)生共振而表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性。在肽鍵中C-N單鍵具有約40%雙鍵性質(zhì),而C=O雙鍵具有40%單鍵性質(zhì)。這樣就產(chǎn)生兩個重要結(jié)果:第一,肽鍵的亞氨基在pH 0-14的范圍內(nèi)沒有明顯的解離和質(zhì)子化的傾向;第二,肽鍵中的C-N單鍵不能自由旋轉(zhuǎn),使蛋白質(zhì)能折疊成各種三維構(gòu)象。
肽鍵的共振式
除了蛋白質(zhì)部分水解可以產(chǎn)生各種簡單的多肽以外,自然界中還有長短不等的小肽,它們具有特殊的生理功能。動植物細(xì)胞中含有一種三肽,稱為谷胱甘肽,即δ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其中的“δ-”表示谷氨酸是用側(cè)鏈的羧基與半胱氨酸形成肽鍵。因為這些小肽的合成是用專門的酶合成的,所以會有非標(biāo)準(zhǔn)肽鍵,也可以含有特殊氨基酸。
谷胱甘肽
谷胱甘肽含有巰基,用GSH表示,稱為還原型谷胱甘肽。兩個還原型谷胱甘肽被氧后會通過二硫鍵連接到一起,稱為氧化型谷胱甘肽(GSSG)。谷胱甘肽在體內(nèi)的氧化還原過程中起作用,是一種重要的抗氧化劑。谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase)清除過氧化物的過程中就要用到GSH。
谷胱甘肽過氧化物酶
腦啡肽是天然止痛劑。肌肉中的肌肽可作為肌肉中的緩沖劑,緩沖肌肉產(chǎn)生的乳酸對pH的影響。一種抗生素叫做短桿菌酪肽,由12種氨基酸組成,許多激素也是多肽,如催產(chǎn)素、加壓素、舒緩激肽等。
小肽的物理性質(zhì)與氨基酸類似,也是離子晶體,在水溶液中以偶極離子存在。肽鍵的亞氨基不解離,所以肽的酸堿性取決于末端氨基、羧基和側(cè)鏈基團(tuán)。肽的滴定曲線和氨基酸的相似,等電點也可以根據(jù)它的各個基團(tuán)pK值確定。
肽的化學(xué)性質(zhì)和氨基酸相似,但有一些與肽鍵相關(guān)的反應(yīng)是氨基酸所沒有的,如雙縮脲反應(yīng)。一般含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物都能與CuSO4堿性溶液發(fā)生反應(yīng),生成紫紅色或藍(lán)紫色的復(fù)合物。這個反應(yīng)并不需要雙縮脲,這樣命名是因為雙縮脲的結(jié)構(gòu)與肽鍵類似,也可以發(fā)生類似反應(yīng)。這個反應(yīng)可以用來測定蛋白質(zhì)含量。
雙縮脲,由兩分子尿素縮合而成