第二節　肽

L-α-氨基酸通過肽鍵聚合形成蛋白質的多肽鏈。有的蛋白質僅由一條多肽鏈組成，如溶菌酶和肌紅蛋白，這些蛋白質稱為單體蛋白質（monomeric protein）。有些蛋白質是由兩條或多條肽鏈組成，如血紅蛋白（2條α鏈和2條β鏈），這些蛋白質稱為寡肽（oligomeric）或寡聚（multimeric）蛋白質；其中每條多肽鏈稱為亞基（subuint），亞基之間通過非共價力締合在一起。

一、肽和肽鍵的結構

一個氨基酸的α-羧基與另一個氨基酸的α-氨基脫水縮合而成的化合物叫肽。氨基酸之間脫水后形成的鍵叫肽鍵，亦稱酰胺鍵。肽鍵的形成如下：

由2個氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱二肽（dipeptide），由3個氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱三肽（tripeptide），依此類推，由多個氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱多肽（polypeptide）。一般來說由2～10個氨基酸組成的肽稱寡肽（oligopeptide），由10個以上氨基酸組成的肽稱多肽，但這種規定并不嚴格。肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基（residue）。

氨基酸之間通過肽鍵連接而成的鏈稱肽鏈（peptide chain），可用下式表示：

多肽鏈（polypeptide chain）中氨基酸殘基的排列順序稱為氨基酸序列。多肽鏈有兩端：有游離氨基的一端為N末端，有游離羧基的一端為C末端。應該指出，肽鏈也像氨基酸一樣具有極性（polarity），書寫時通常把氨基末端（N端）的氨基酸殘基放在左邊，羧基末端（C端）的氨基酸殘基放在右邊。即肽鏈書寫方式：N端→C端。

用三字母符號或單字母符號表示氨基酸殘基，用“—”或“·”表示肽鍵。下面結構式表示的是四肽，命名為丙氨酰甘氨酰亮氨酰蘇氨酸，簡寫為Ala—Gly—Leu—Thr或Ala·Gly·Leu·Thr。現在光盤數據庫中，為方便起見，上述肽直接用AGLT表示。

二、肽鍵的特點

肽鍵又稱酰胺鍵，由于鍵內原子處于共振狀態而表現出較高的穩定性。在肽鍵中C—N單鍵具有約40%雙鍵性質，而CO雙鍵具有40%單鍵性質。這樣就產生兩個重要結果：①肽鍵的亞氨基在pH0～14的范圍內沒有明顯的解離和質子化的傾向；②肽鍵中的C—N單鍵不能自由旋轉，這在多肽和蛋白質折疊形成特定的構象過程中起著非常重要的作用。肽基的C、O和N原子間的共振相互作用見圖1-20。

因為C—N具有雙鍵的性質不能自由旋轉，形成肽鍵的4個原子（C、O、N、H）和與之相連的2個α-碳原子共處在一個平面上，稱為肽平面或酰胺平面（圖1-21）。在肽平面內，2個Cα原子可以處于順式或反式構型。在反式構型中，兩個Cα原子及其取代基團互相遠離；而在順式構型中彼此接近，引起Cα上的R基之間的位阻。所以反式構型比順式構型穩定，兩者相差8kJ/mol。因此，肽鏈中的肽鍵都是反式構型（圖1-22）。

肽單位是肽鏈主鏈上的重復結構（由構成肽鍵的4個原子和兩側的Cα原子組成的結構單位）。實際上每個肽單位就是一個肽平面。

三、肽的理化性質

（一）兩性解離與等電點

肽與氨基酸一樣具有酸、堿性質，它的解離主要取決于肽鏈的末端氨基、末端羧基和側鏈R基。小肽的理化性質與氨基酸類似。晶體的熔點很高，是離子晶體，在水溶液中以兼性離子存在。在長肽或蛋白質中，可解離的基團主要是側鏈R基。肽至少有一個游離的氨基和游離的羧基，也是兩性化合物，至少有二級解離，通常都有多級解離。因此肽在水溶液中也能夠帶電荷，也有自己的等電點pI，其計算和測定與氨基酸相同。

（二）肽的旋光性及紫外吸收

如果在相當溫和條件下進行蛋白質的部分水解，不對稱α-碳原子不會發生消旋作用，則所得的肽具有旋光性。一些短肽的旋光度約等于組成該肽中各個氨基酸的旋光度之和。但較長肽鏈的旋光度就不是簡單的加和，而是比累加的和小得多。

如對一個肽在紫外吸收區進行光吸收掃描，發現在波長215nm處有一個大的吸收峰，這是肽鍵的吸收峰，因而可用此作為肽的定量測定。

（三）肽的化學性質

肽的化學性質與氨基酸相似，如茚三酮反應、Sanger反應、丹磺酰氯（DNS）反應和Edman反應等，但肽有與氨基酸不同的特殊反應——雙縮脲反應。一般含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物都能與CuSO4堿性溶液發生雙縮脲反應而生成紫紅色或藍紫色的復合物。此反應是肽和蛋白質特有的反應，游離氨基酸無此反應。利用這個反應可以測定蛋白質的含量。

四、天然活性肽

動物、植物和細菌細胞中含有多種低分子量多肽（3～100個氨基酸殘基）。這類多肽具有重要的生理活性，如腦啡肽、激素類多肽、抗生素類多肽、谷胱甘肽和蛇毒多肽等。

谷胱甘肽（Glu—Cys—Gly）簡寫為GSH，全稱為γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其巰基可被氧化、還原，故有還原型谷胱甘肽（GSH）與氧化型谷胱甘肽（GSSG）兩種存在形式。

谷胱甘肽具有重要的生理作用：與毒物或藥物結合，消除其毒性作用；作為重要的還原劑，參與體內多種氧化還原反應；還可使巰基酶的活性基團—SH維持還原狀態；消除氧化劑對紅細胞膜結構的破壞作用，維持紅細胞膜結構的穩定等。