Ce este o legătură peptidică?
O legătură peptidică este o legătură covalentă care se formează între doi aminoacizi. Pentru a forma o legătură peptidică, o grupare carboxil a unui aminoacid reacționează cu gruparea amino a unui alt aminoacid. Drept urmare, se eliberează și o moleculă de apă. Aceasta se numește reacție de condensare. Legătura rezultată este o legătură CO-NH și este denumită în continuare legătură peptidică. În plus, molecula rezultată este denumită amidă.
Formarea legăturilor peptidice
Pentru a forma o legătură peptidică, moleculele aminoacizilor în cauză trebuie să fie orientate astfel încât gruparea carboxilică a unui aminoacid să poată reacționa cu gruparea amină a unui alt aminoacid. În forma sa cea mai elementară, acest lucru poate fi ilustrat prin combinarea a doi aminoacizi singulari prin formarea unei legături peptidice pentru a forma o dipeptidă, cea mai mică peptidă (adică compusă doar din 2 aminoacizi).
În plus, orice număr de aminoacizi pot fi uniți în lanțuri pentru a forma noi peptide: ca regulă generală, 50 sau mai puțini aminoacizi sunt denumiți peptide, 50-100 sunt denumiți polipeptide, iar peptidele cu peste 100 de aminoacizi sunt în general denumite proteine. Pentru o descriere mai detaliată a peptidelor, polipeptidelor și proteinelor, consultați pagina Peptide vs. Proteine din glosarul nostru de peptide.
Hidroliza (o descompunere chimică a unui compus rezultată în urma unei reacții cu apa) poate rupe o legătură peptidică. Deși reacția în sine este destul de lentă, legăturile peptidice formate în peptide, polipeptide și proteine sunt susceptibile la rupere atunci când intră în contact cu apa (legături metastabile). Reacția dintre o legătură peptidică și apă eliberează aproximativ 10 kJ/mol de energie liberă. Lungimea de undă a absorbanței pentru o legătură peptidică este de 190-230 nm.
În domeniul biologic, enzimele din interiorul organismelor vii pot atât forma, cât și descompune legături peptidice. O serie de hormoni, antibiotice, agenți antitumorali și neurotransmițători sunt peptide, majoritatea fiind denumite proteine (datorită numărului de aminoacizi conținuți).
Structura legăturii peptidice
Oamenii de știință au efectuat studii de difracție cu raze X asupra mai multor peptide mici pentru a stabili caracteristicile fizice ale legăturilor peptidice. Astfel de studii au indicat faptul că legăturile peptidice sunt rigide și plane. Aceste caracteristici fizice sunt derivate în principal ca urmare a interacțiunii de rezonanță a amidei: azotul amidic este capabil să delocalizeze singura sa pereche de electroni în oxigenul carbonilic.
Această rezonanță afectează direct structura legăturii peptidice. Într-adevăr, legătura N–C a legăturii peptidice este de fapt mai scurtă decât legătura N–Cα, iar legătura C=O este mai lungă decât legăturile carbonilice normale. În peptidă, oxigenul carbonilic și hidrogenul amidic sunt într-o configurație trans, nu ci cis; o astfel de configurație este mai favorabilă din punct de vedere energetic datorită posibilității interacțiunilor sterice într-o configurație cis.
Polaritatea legăturii peptidice
De obicei, rotația liberă ar trebui să poată avea loc în jurul unei legături simple între un atom de carbon carbonilic și azotul amidic, structura unei legături peptidice. Cu toate acestea, azotul în acest caz are o pereche singulară de electroni. Acești electroni sunt în apropierea unei legături carbon-oxigen. Drept urmare, se poate trasa o structură de rezonanță rezonabilă, în care o legătură dublă leagă carbonul și azotul. În consecință, oxigenul are o sarcină negativă, iar azotul are o sarcină pozitivă. Rotația în jurul legăturii peptidice este, prin urmare, inhibată de structura de rezonanță. În plus, structura reală este un hibrid ponderat al acestor două structuri. Structura de rezonanță este un factor semnificativ în reprezentarea distribuției reale a electronilor: legătura peptidică are un caracter de legătură dublă de aproximativ 40%. Drept urmare, este rigidă.
Sarcinile au ca rezultat o legătură peptidică cu un dipol permanent. Oxigenul are o sarcină de -0,28, iar azotul are o sarcină de +0,28 ca urmare a rezonanței.