Back to chapter

21.7:

קשרם פפטידים

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Peptide Bonds

Languages

Share

חומצות אמינו קשורות זו לזו באמצעות קשרים פפטידיים. קשר פפטידי מקשר את קבוצת הקרבוקסיל של חומצת אמינו אחת לקבוצת האמינו של החומצה האחרת. פפטידים הם שרשראות קצרות של חומצות אמינו, הנעות בין שניים ל-50 מונומרים.קשר פפטידי נוצר באמצעות תגובת דחיסה המשחררת מולקולת מים. כשקבוצת אמינו וקבוצת קרבוקסיל נקשרות זו לזו, התוצאה היא היווצרות של קבוצת אמיד. לקשר הפפטידי יש מבנה מישורי נוקשה ומציג כמה מהתכונות של קשר כפול.זאת משום שהקשר הכפול בקרבוניל יכול ליצור מבנה רזוננס עם הקשר הפפטידי פחמן-חנקן. מבנה רזונסס זה מוביל לירידה באורך הקשר היחיד, לגידול באורך הקשר הכפול ולמניעת ההסיבוב של הקבוצות סביב הקשר הפפטידי. קשרים פפטידיים יכולים להתקיים בתצורות ציס וטרנס.בתצורת ציס, פחמני אלפא נמצאים באותו צד של הקשר הפפטידי, ובתצורה טרנס הם בצדדים נגדיים של הקשר. קשרים פפטידיים מתרחשים בדרך כלל בתצורת טרנס, מלבד כשפרולין תורם את קבוצת האמינו שלו ליצירת קשר. לחומצות אמינו הקשורות באמצעות קשרים פפטידיים יש קצה-N קצה-C.קצה-N הוא הקצה שבו קבוצת האמינו אינה מעורבת ביצירה של קשר פפטידי, וקצה-C הוא הקצה שבו קבוצת הקרבוקסיל אינה מעורבת ביצירה של קשר פפטידי. רצף חומצות האמינו בפפטיד או בחלבון תמיד מתחיל בקצה-N ומסתיים בקצה-C. כששתי חומצות אמינו נקשרות זו לזו באמצעות קשר פפטידי, הן נקראות דיפפטידים.כששלוש וארבע חומצות אמינו נקשרות זו לזו באמצעות קשרים פפטידיים, הן מכונות טריפפטידים וטטרפפטידים, בהתאמה. וכשכמה חומצות אמינו נקשרות זו לזו בקשרים פפטידיים, הן מכונות פוליפפטידים. קשרים פפטידיים ניתנים לפירוק במהירות באמצעות הידרוליזה המבוצעת על ידי זרזים כימיים כגון חומצות או אנזימים הנקראים פרוטאזות.ניתוק קשרים פפטידיים מערב הוספה של מולקולת מים. לחלופין, קשרים אלה יכולים להתנתק באופן ספונטני באמצעות תהליך איטי, בנוכחות מים.

21.7:

קשרם פפטידים

A peptide bond covalently attaches amino acids through a dehydration reaction. One amino acid's carboxyl group and another amino acid's amino group combine, releasing a water molecule. The resulting bond is the peptide bond. The products that such linkages form are peptides. As more amino acids join this growing chain, the resulting chain is a polypeptide. Each polypeptide has a free amino group at one end. This end has the N-terminal, or the amino-terminal, and the other end has a free carboxyl group—the C- or carboxyl-terminal. While the terms polypeptide and protein are sometimes used interchangeably, a polypeptide is technically a polymer of amino acids, whereas the term protein is used for a polypeptide or polypeptides that have combined together and often have bound non-peptide prosthetic groups, a distinct shape, and a unique function.

Chemistry of Peptide Bonds

A peptide bond has a rigid planar structure due to resonance. This resonance involves the sharing of electrons between the double bonds present in the carbonyl group and the peptide bond between carbon and nitrogen, which is a single bond. This results in the length of the double bond increasing and the length of the single bond decreasing from the expected length in the absence of resonance.

Peptide bonds can occur in two possible conformations: cis and trans. In the cis configuration, the alpha carbons of both the amino acids connected by the peptide bond are on the same side of the bond; and in the trans configuration, the alpha carbons of the two amino acids connected by the peptide bond are on the opposite sides of the bond. The cis configuration usually occurs when proline contributes its amino group to the formation of the bond; however, only around 10% of prolines are preceded by cis bonds.

Rotation is not possible around peptide bonds due to his rigid structure. However, rotation can occur around the bonds that link the alpha carbon to the nitrogen and carbon atoms, respectively.

This text has been adapted from Openstax, Biology 2e, Chapter 3.4: Proteins.