肽键

肽（tài）鍵（英語：Peptide bond）是一分子胺基酸的α－羧基(${\displaystyle {\ce {-COOH}}}$)和另一分子胺基酸的α－胺基(${\displaystyle {\ce {-NH2}}}$)脱水缩合形成的酰胺键，即${\displaystyle {\ce {-CO-NH -}}}$，為連結兩單體胺基酸之共價鍵，氨基酸借肽键联结成多肽链。由於共振而無法自由旋轉，具部分雙鍵特性。

肽鍵形成

肽鍵

生成

兩個胺基酸透過肽鍵生成合為一個二肽，此稱縮合反應。在縮合反應中，兩個胺基酸靠近對方，羧基與氨基相互接近，一個會失去在羧基(${\displaystyle {\ce {COOH}}}$ )上的一氫一氧，另一個則會失去氨基(${\displaystyle {\ce {NH2}}}$ )上的一氫。此反應生成一分子的水(${\displaystyle {\ce {H2O}}}$ ) 及被肽鍵(${\displaystyle {\ce {-CO-NH -}}}$ )連結的胺基酸，其連結的氨基酸被稱為二肽。

在肽鍵生成時，一胺基酸的羧基會與另一個胺基酸的氨基反應，失去一分子的水(${\displaystyle {\ce {H2O}}}$ )，故過程為脫水反應(也名為脫水縮合)。

形成肽鍵需消耗能量，因而在生物體內，會由ATP提供。^[1]肽鍵連結形成的胺基酸鍊會成為多肽與蛋白質。 生物體使用酵素及核糖酶，製造多肽和蛋白質。胜肽由專屬的酶製成，舉例而言，藉由兩種酵素（γ谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷氨醯胺合成酶）及兩步驟，可生成三肽的穀胱甘肽。^[2][3]

 

脫水縮合形成酰胺

分解

藉由水解便可讓肽鍵斷裂，分解並釋放8–16千焦耳/莫耳（2–4卡/莫耳）^[4]的自由能，但這過程相當緩慢。而在活體中，此過程可被酵素催化使反應加速，肽酶與蛋白酶即具有此功能。

光譜

肽鍵的吸收光譜介於190–230奈米間，^[5]以至於易受紫外光影響。

化學反應

 

透過水（藍）的親核取代反應，蛋白質會水解（紅）。然而未催化之蛋白質的半衰期可超過幾百年。

由於共振穩定，以生理條件而言是相對穩定，甚至勝過類似的化合物，如酯類。肽鍵在化學反應下可以保持不變，通常會透過陰電性原子攻擊羰基碳，打斷羰基雙鍵形成四面體。這是蛋白水解的過程，而且更常發生在${\displaystyle {\ce {N-O}}}$ 、酰基的交換反應中，好比內含蛋白。

在環醇假說中，要是如巰基、羥基、胺基等官能基攻擊肽鍵，與其結合，那麼生成的分子可稱其為Cyclo分子。

參見

• 胜肽
• 脫水縮合
• 環醇假說

參考文獻

1. Watson, James; Hopkins, Nancy; Roberts, Jeffrey; Agetsinger Steitz, Joan; Weiner, Alan. Molecualar Biology of the Gene (hardcover) Fourth. Menlo Park, CA: The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 1987: 168 [1965]. ISBN 0805396144. 
2. Wu G, Fang YZ, Yang S, Lupton JR, Turner ND. Glutathione metabolism and its implications for health. The Journal of Nutrition. March 2004, 134 (3): 489–92. PMID 14988435. 
3. Meister A. Glutathione metabolism and its selective modification. The Journal of Biological Chemistry. November 1988, 263 (33): 17205–8 [2016-10-01]. PMID 3053703. （原始内容于2020-06-10）. 
4. Martin RB. (1998) "Free energies and equilibria of peptide bond hydrolysis and formation", Biopolymers, 45, 351–353.
5. Goldfarb AR et al. (1951) "The Ultraviolet Absorption Spectra of Proteins", J. Biological Chem., 193, 397–404.(http://www.jbc.org/content/193/1/397.long （页面存档备份，存于互联网档案馆）)