肽科普 | 肽—蛋白质水解的中间产物

参考文献

罗永康.生物活性肽功能与制备.中国轻工业出版社.2019.03（1）,P5—7

蛋白质是一切生命的物质基础，其组成基础是氨基酸。肽，是蛋白质水解的中间产物，同样肽键还是连接蛋白质中氨基酸之间物质，肽与蛋白质有千丝万屡的联系。要了解肽，就要深入了解蛋白质。

通常，从氨基酸的数目来看，把少于10个氨基酸分子形成的肽称为寡肽。其中，由两个氨基酸分子形成的肽称为二肽，相应的也就还有三肽、四肽、五肽等。10～50个氨基酸形成的肽一般称为多肽，但实际上寡肽与多肽之间并无明确的氨基酸数目的区分。以含有51个氨基酸残基的胰岛素作为标准，由51个及以上数目氨基酸残基构成的多肽即成为蛋白质；但其实多肽与蛋白之间也无明确划分标准。

肽与蛋白质的结构

由于肽与蛋白质都是由氨基酸单体通过肽键连接而成，很多时候可认为肽是蛋白水解得到的片段，而蛋白质也可认为是较大的多肽链或多条多肽链的复杂空间聚合体。因此，在讲分子结构时，我们将肽与蛋白一起说明，不做单独区别。

1. 多肽与蛋白质的一级结构

多肽和蛋白质的一级结构就是指肽链中氨基酸残基的数目和排列顺序。由于氨基酸残基间的相互位置关系决定了各残基和基团间的一系列作用力，而这些作用力决定了肽链的空间构象。因此，一级结构是多肽和蛋白质分子结构的基础，包含了蛋白质的全部信息，也决定了肽与蛋白复杂多变的生物功能。

2. 多肽与蛋白质的二级结构

在氨基酸残基非侧链基团之间形成的氢键的作用下，肽链主链在一级结构的基础上进行有规律的折叠盘绕而形成的空间构象即为二级结构。需要注意的是，二级结构仅指主链局部的空间排列，不涉及侧链构。（见下图）常见的肽链二级结构有α-螺旋、β-折叠、β-转角等。多肽的二级结构对溶解性、吸附性等物理性能及生物活性均有影响。对于具有一定空间结构才能发挥活性的功能多肽，应进行必要的立体化学研究。

3. 超二级结构与结构域

对于氨基酸残基数较少的小肽，无法像构建蛋白质的长肽链那样形成更为复杂的空间结构。因此，从超二级结构开始，我们更多的是针对大肽和蛋白质。超二级结构指由相邻的蛋白质二级结构单元相互接近，组合在一起形成的有规律的二级结构聚集体。超二级结构常见的有αα、ββ、βαβ三种组合形式。

在较大的球形蛋白质分子或亚基中，多肽链表现为由两个以上的相对独立的三维实体缔合而成的三维结构。这种相对独立的，在空间上能够辨识的三维实体称为蛋白质的结构域。有些蛋白质不同的结构域具有相对独立的功能，有些蛋白质的功能则可以位于多个结构域的间隙中，由多个结构域共同形成。

4. 蛋白质的三级结构

蛋白质的三级结构是指在二级、超二级结构乃至结构域的基础上，通过侧链基团的相互作用，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。维系三级结构的作用力主要是次级键和非共价键，包括离子键、氢键、范德华力、疏水相互作用，而共价键如二硫键和配位键处于次要地位。

5. 蛋白质的四级结构

蛋白质的四级结构是指具有特定三级结构的多肽链（亚基）通过非共价键缔合形成的大分子组合体系。与维系三级结构的力不同，维系四级结构的作用力中无二硫键和配位键等共价键。