第二节　肽

L-α-氨基酸通过肽键聚合形成蛋白质的多肽链。有的蛋白质仅由一条多肽链组成，如溶菌酶和肌红蛋白，这些蛋白质称为单体蛋白质（monomeric protein）。有些蛋白质是由两条或多条肽链组成，如血红蛋白（2条α链和2条β链），这些蛋白质称为寡肽（oligomeric）或寡聚（multimeric）蛋白质；其中每条多肽链称为亚基（subuint），亚基之间通过非共价力缔合在一起。

一、肽和肽键的结构

一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的化合物叫肽。氨基酸之间脱水后形成的键叫肽键，亦称酰胺键。肽键的形成如下：

由2个氨基酸通过肽键连接而成的化合物称二肽（dipeptide），由3个氨基酸通过肽键连接而成的化合物称三肽（tripeptide），依此类推，由多个氨基酸通过肽键连接而成的化合物称多肽（polypeptide）。一般来说由2～10个氨基酸组成的肽称寡肽（oligopeptide），由10个以上氨基酸组成的肽称多肽，但这种规定并不严格。肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基（residue）。

氨基酸之间通过肽键连接而成的链称肽链（peptide chain），可用下式表示：

多肽链（polypeptide chain）中氨基酸残基的排列顺序称为氨基酸序列。多肽链有两端：有游离氨基的一端为N末端，有游离羧基的一端为C末端。应该指出，肽链也像氨基酸一样具有极性（polarity），书写时通常把氨基末端（N端）的氨基酸残基放在左边，羧基末端（C端）的氨基酸残基放在右边。即肽链书写方式：N端→C端。

用三字母符号或单字母符号表示氨基酸残基，用“—”或“·”表示肽键。下面结构式表示的是四肽，命名为丙氨酰甘氨酰亮氨酰苏氨酸，简写为Ala—Gly—Leu—Thr或Ala·Gly·Leu·Thr。现在光盘数据库中，为方便起见，上述肽直接用AGLT表示。

二、肽键的特点

肽键又称酰胺键，由于键内原子处于共振状态而表现出较高的稳定性。在肽键中C—N单键具有约40%双键性质，而CO双键具有40%单键性质。这样就产生两个重要结果：①肽键的亚氨基在pH0～14的范围内没有明显的解离和质子化的倾向；②肽键中的C—N单键不能自由旋转，这在多肽和蛋白质折叠形成特定的构象过程中起着非常重要的作用。肽基的C、O和N原子间的共振相互作用见图1-20。

因为C—N具有双键的性质不能自由旋转，形成肽键的4个原子（C、O、N、H）和与之相连的2个α-碳原子共处在一个平面上，称为肽平面或酰胺平面（图1-21）。在肽平面内，2个Cα原子可以处于顺式或反式构型。在反式构型中，两个Cα原子及其取代基团互相远离；而在顺式构型中彼此接近，引起Cα上的R基之间的位阻。所以反式构型比顺式构型稳定，两者相差8kJ/mol。因此，肽链中的肽键都是反式构型（图1-22）。

肽单位是肽链主链上的重复结构（由构成肽键的4个原子和两侧的Cα原子组成的结构单位）。实际上每个肽单位就是一个肽平面。

三、肽的理化性质

（一）两性解离与等电点

肽与氨基酸一样具有酸、碱性质，它的解离主要取决于肽链的末端氨基、末端羧基和侧链R基。小肽的理化性质与氨基酸类似。晶体的熔点很高，是离子晶体，在水溶液中以兼性离子存在。在长肽或蛋白质中，可解离的基团主要是侧链R基。肽至少有一个游离的氨基和游离的羧基，也是两性化合物，至少有二级解离，通常都有多级解离。因此肽在水溶液中也能够带电荷，也有自己的等电点pI，其计算和测定与氨基酸相同。

（二）肽的旋光性及紫外吸收

如果在相当温和条件下进行蛋白质的部分水解，不对称α-碳原子不会发生消旋作用，则所得的肽具有旋光性。一些短肽的旋光度约等于组成该肽中各个氨基酸的旋光度之和。但较长肽链的旋光度就不是简单的加和，而是比累加的和小得多。

如对一个肽在紫外吸收区进行光吸收扫描，发现在波长215nm处有一个大的吸收峰，这是肽键的吸收峰，因而可用此作为肽的定量测定。

（三）肽的化学性质

肽的化学性质与氨基酸相似，如茚三酮反应、Sanger反应、丹磺酰氯（DNS）反应和Edman反应等，但肽有与氨基酸不同的特殊反应——双缩脲反应。一般含有两个或两个以上肽键的化合物都能与CuSO4碱性溶液发生双缩脲反应而生成紫红色或蓝紫色的复合物。此反应是肽和蛋白质特有的反应，游离氨基酸无此反应。利用这个反应可以测定蛋白质的含量。

四、天然活性肽

动物、植物和细菌细胞中含有多种低分子量多肽（3～100个氨基酸残基）。这类多肽具有重要的生理活性，如脑啡肽、激素类多肽、抗生素类多肽、谷胱甘肽和蛇毒多肽等。

谷胱甘肽（Glu—Cys—Gly）简写为GSH，全称为γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其巯基可被氧化、还原，故有还原型谷胱甘肽（GSH）与氧化型谷胱甘肽（GSSG）两种存在形式。

谷胱甘肽具有重要的生理作用：与毒物或药物结合，消除其毒性作用；作为重要的还原剂，参与体内多种氧化还原反应；还可使巯基酶的活性基团—SH维持还原状态；消除氧化剂对红细胞膜结构的破坏作用，维持红细胞膜结构的稳定等。