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肽键的结构和平面介绍

2022.3.31

由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱水缩合而形成的化学键,称为肽键,写作—CO—NH一。 

肽键的特点为:

1. 氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共轭作用。

2. 肽键中的C—N键的键长比C=N键长,比相邻的C一N单键短;肽键中的C一N键具有部分双键性质,不能自由旋转。 

3. 组成肽键的四个原子处于同一平面。 

4. 在大多数情况下,肽键是以反式结构存在的。

多肽分子中构成多肽链的基本化学键是肽键,肽键与相邻的两个碳原子所组成的基团(—C—CO—NH—C—)称为肽单元。肽链就是由许多肽单元连接而成的,它们构成多肽链的主链骨架。通过对一些简单的肽和蛋白质肽键的X射线晶体衍射法分析,证明肽单元的空间结构具有以下3个显著的特征: 

1. 肽单元是平面结构。组成肽单元的6个原子位于同一平面内,形成一个肽键的平面结构,称为肽键平面。 

2. 肽键具有局部双键性质,不能自由旋转。肽键中的C一N键长为0.132nm,比相邻的C一N单键(0.147nm)短,而较一般的C=N(0.127nm)长,介于两者之间。这表明羰基的x电子发生离域现象,使肽键局部具有双键性质,因此C一N之间的旋转受到一定的阻碍。

3. 肽键呈反式构型。由于肽键不能自由旋转,肽键平面上各原子可出现顺反异构现象,与C一N键相连的O与H或两个C。原子之间一般呈较稳定的反式构型。

肽键平面中除C一N键不能旋转外,两侧的C一N和C一C。键均为键,因而相邻的肽键平面可围绕C。旋转,肽链的主链骨架也可视为由一系列通过C。原子衔接的肽键平面所组成。肽键平面的旋转所产生的立体结构可呈现多种状态,从而导致蛋白质分子呈各种不同的构象。

天然存在的肽分子大小不等,有些是蛋白质降解的片断,有些是具有特殊的生理和药理作用的活性物质。就目前所知的多肽而言,多数是开链肽,少数为分支开链肽,环状的多肽则非常少见。肽的化学性质在某些方面与氨基酸类似,而各种氨基酸残基的R基团则对肽的性质有较大影响。肽与氨基酸一样,也含有一COO和一NH等酸性和碱性基团,因此也以偶极离子形式存在,具有各自的等电点。在水溶液中的酸碱性质,主要取决于侧链可电离的R基团的数目和性质。


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