1. 什么是肽键
定义: 肽键是一种酰胺键,是蛋白质和多肽分子中连接两个相邻氨基酸的共价化学键。
形成经过: 肽键是通过脱水缩合反应形成的。当一个氨基酸分子的α-羧基(-COOH)与另一个氨基酸分子的α-氨基(-NH)发生反应时,脱去一分子水(HO),羧基中的碳原子(C)和氨基中的氮原子(N)之间形成的键就是肽键(-CO-NH-)。
关键特性:
酰胺键类型: 肽键本质上是酰胺键的一种特例,特指连接氨基酸α-碳上的羧基和氨基形成的键。
平面刚性: 肽键及其相连的四个原子(羰基碳C、羰基氧O、亚氨基氮N、亚氨基氢H)通常处于同一个平面上。这是由于羰基(C=O)和C-N键之间存在共振效应,使得C-N键具有部分双键性质(约40%),不能自在旋转。
构建蛋白质骨架: 肽键是形成蛋白质主链(-N-Cα-C(O)-N-Cα-C(O)-…)的核心连接键,决定了蛋白质的一级结构。
路线性: 多肽链具有路线性,通常从氨基端(N端)写到羧基端(C端)。
2. 肽键的结构简式
肽键最核心、最常用的结构简式表示为: -CO-NH-
解释:
`-C-`: 代表来自前一个氨基酸(供体)α-羧基的碳原子。
`O`: 代表来自前一个氨基酸α-羧基的氧原子,形成羰基(C=O)。
`-`: 单键(但由于共振,有部分双键性质)。
`N-`: 代表来自后一个氨基酸(受体)α-氨基的氮原子。
`H`: 代表来自后一个氨基酸α-氨基的氢原子(形成 -NH
更详细的结构表示(包含相邻的α-碳)
为了更清晰地展示肽键在氨基酸连接中的影响,通常会写出包含相邻氨基酸残基(R基团)的部分结构:
H | H
| /
.. N
/ | |
R H R O
H (或下一个氨基酸)
解释:
左侧 `N
`R`: 前一个氨基酸的侧链(R基团)。
`-C-`: 前一个氨基酸的羰基碳。
`O`: 羰基氧(双键)。
`-N-`: 后一个氨基酸的亚氨基氮。
`H`: 亚氨基氢。
右侧 `Cα
`R`: 后一个氨基酸的侧链(R基团)。
中间 `-C-N-` 部分(即 `-C(=O)-N(H)-`)就是肽键本身。
肽键定义: 是连接两个氨基酸α-羧基碳和α-氨基氮的酰胺键(-CO-NH-),由脱水缩合反应形成。
核心结构简式: -CO-NH-
关键特性: 平面、刚性(部分双键性质),是蛋白质一级结构的骨架。
领会肽键的结构和性质对于领会蛋白质的折叠(二级、三级结构)和功能至关重要。