Back to chapter

21.7:

Peptidebindingen

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

Aminozuren binden covalent aan elkaar via peptidebindingen. Een peptidebinding verbindt de carboxylgroep van het ene aminozuur met de aminogroep van het andere. Peptiden zijn kleine ketens van aminozuren die variëren van twee tot vijftig monomeren.Een peptidebinding vormt zich door een condensatiereactie waarbij een watermolecuul vrijkomt. Wanneer een aminogroep en een carboxylgroep aan elkaar binden, resulteert dit in de vorming van een amidegroep. De peptidebinding heeft een stijve vlakke structuur en vertoont enkele kenmerken van een dubbele binding.Dit komt doordat de dubbele binding op de carbonylgroep kan werken als een resonantiestructuur met de koolstof-stikstofpeptidebinding. Deze resonantie leidt tot een afname van de lengte van de enkele binding, een toename van de lengte van de dubbele binding en remt rotatie van de groepen rond de peptidebinding. Peptidebindingen kunnen voorkomen in cis-en trans-conformaties.In de cis-conformatie bevinden de alfa-koolstofatomen zich aan dezelfde kant van de peptidebinding en in de trans-conformatie bevinden ze zich aan weerszijden van de binding. Peptidebindingen komen meestal voor in de trans-conformatie, behalve wanneer proline zijn aminogroep bijdraagt aan de vorming van bindingen. Aminozuren gekoppeld via peptidebindingen hebben een N-terminaal en een C-uiteinde.Het N-uiteinde is het uiteinde waar de aminogroep niet betrokken is bij de vorming van een peptidebinding, en het C-uiteinde is het uiteinde waar de carboxylgroep niet betrokken is bij de vorming van een peptidebinding. De volgorde van aminozuren in een peptide of eiwit begint altijd met het N-uiteinde en eindigt met het C-uiteinde. Wanneer twee aminozuren met elkaar verbonden zijn via een peptidebinding, staan ze bekend als dipeptiden.Wanneer drie en vier aminozuren met elkaar verbonden zijn via peptidebindingen, staan ze bekend als respectievelijk tripeptiden en tetrapeptiden. En wanneer verschillende aminozuren met elkaar verbonden zijn via peptidebindingen, staan ze bekend als polypeptiden. Peptidebindingen kunnen snel worden afgebroken door hydrolyse met behulp van chemische katalysatoren, zoals zuren of enzymen die bekend staan als proteasen.Het verbreken van peptidebindingen omvat de toevoeging van een watermolecuul. Als alternatief kunnen deze bindingen spontaan breken door een langzaam proces in aanwezigheid van water.

21.7:

Peptidebindingen

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.