Struktura peptidů
Po chemické stránce jde o amidy aminokarboxylových kyselin
acylované aminokyselinou. Amidy, které vznikají reakcí aminoskupin
alfa-aminokyselin s karboxylovými skupinami jiných organických kyselin,
jsou přítomny v mnoha dalších sloučeninách, ale za peptidy se nepovažují
(např. panthotenová kyselina, tetrahydrolistová kyselina; foláty se dvěma a
více molekulami glutamátu však patří mezi peptidy).
Peptid většinou obsahuje různé
aminokyseliny v různém pořadí a zastoupení, avšak může
být tvořen také pouze jedním druhem aminokyseliny. Pořadí jednotlivých druhů
aminokyselin v peptidovém řetězci se označuje jako primární struktura
peptidu. Za první aminokyselinu v lineárním peptidovém řetězci je
považována aminokyselina s volnou alfa-aminoskupinou, tzv. N‑terminální
konec molekuly. Druhý konec peptidu se označuje jako C‑terminální (volný
alfa-karboxyl). Primární struktura má vliv na prostorový tvar molekuly a tím i
na biologickou aktivitu. Záměna jediné aminokyseliny může mít za následek změnu
biologických vlastností peptidu.
Některé peptidy mohou kromě kódovaných L-alfa-aminokyselin
obsahovat i aminokyseliny, které se nevyskytují
v proteinech (např. beta‑alanin, ornithin, D‑aminokyseliny).
Koncové aminokyseliny některých peptidů bývají modifikované: např. thyreotropin
uvolňující hormon (TRH) má N‑terminální glutamát cyklizován na kyselinu
pyroglutamovou a C‑terminální karboxyl prolinu je přítomen jako amid.
Amidová vazba přítomná mezi
aminokyselinami v peptidech je označována jako peptidová vazba. Vzniká
reakcí mezi karboxylovou skupinou jedné a aminoskupinou druhé aminokyseliny za
současné eliminace molekuly vody:
H2N-CH(R1)-COOH
+ H2N-CH(R2)-COOH ® H2N-CH(R1)-CO-NH-CH(R2)-COOH
+ H2O
-CO-NH- = peptidová vazba;
R1, R2 = postranní řetězce aminokyselin
Nejčastějším typem je tzv. alfa-peptidová vazba, kdy
karboxyl i aminoskupina obou sousedních aminokyselin, podílejících se na vazbě,
vychází z alfa-uhlíků těchto aminokyselin. Některé peptidy však mohou
obsahovat i jiný typ vazby. Například tripeptid glutathion obsahuje
gamma-peptidovou vazbu mezi gamma-karboxylem (tj. karboxylem z postranního
řetězce) kyseliny glutamové a alfa-aminoskupinou cysteinu.
Peptidová vazba má částečný charakter dvojné vazby.
Atomy karboxylu i aminonoskupiny spolu s oběma alfa-uhlíky proto leží
v jedné rovině, celá vazba je rigidním útvarem - nedochází zde
k volné otáčivosti atomů. V přirozených peptidech leží kyslík a vodík
peptidové vazby v energeticky výhodnější poloze trans. Kolem ostatních
jednoduchých vazeb v molekule k volné otáčivosti dochází. Z toho
důvodu zaujímají peptidy velké množství konformací, které vždy závisí na
okolních podmínkách.
Stejně jako v proteinech mohou být části
peptidového řetězce spojeny disulfidovými můstky mezi postranními řetězci dvou
cysteinů. Výsledkem je vznik cyklické molekuly peptidu s případným
lineárním postranním peptidovým řetězcem (např. oxytocin). Některé peptidy
obsahují disulfidovým můstkem spojené samostatné peptidové řetězce (např.
inzulin). Na prostorové uspořádání mají vliv také elektrostatické a hydrofóbní
interakce mezi postranními řetězci aminokyselin, včetně tvorby vodíkových
můstků. Pro zachování biologické aktivity je nutné zachování specifické
struktury peptidu.
Vladimíra Kvasnicová
.