ما هو الببتيد؟ شرح الرابطة الببتيدية والتسلسل

ما هو الببتيد

الببتيد سلسلة من الأحماض الأمينية ترتبط بروابط ببتيدية. ولكل حمض أميني مجموعة أمينية ومجموعة كربوكسيلية وسلسلة جانبية؛ وتكوّن عشرون حمضًا أمينيًا قياسيًا، لا تختلف إلا في سلاسلها الجانبية، معظمَ الببتيدات والبروتينات الطبيعية. وترتيب الأحماض الأمينية في السلسلة، أي التسلسل، هو ما يحدد الببتيد.

فعلى سبيل المثال، ⁨GHK⁩ هو الأحماض الأمينية الثلاثة الغليسين والهيستيدين والليسين مرتبطة بهذا الترتيب. وإذا تغيّر الترتيب أو تغيّر حمض أميني واحد، كانت النتيجة ببتيدًا آخر باسم وصيغة وكتلة مختلفة.

كيف تتكوّن الرابطة الببتيدية

الرابطة الببتيدية رابطة أميدية بين المجموعة الكربوكسيلية لحمض أميني والمجموعة الأمينية للحمض التالي. ويُطلق تكوّنها جزيء ماء واحدًا، فهي إذن تفاعل تكثيف؛ وإضافة الماء من جديد تكسر الرابطة، وهذا هو التحلل المائي. ولأن للرابطة ⁨C–N⁩ طابعًا جزئيًا للرابطة المزدوجة، تقع الذرات المحيطة بها في مستوى واحد ولا تدور بحرية، وهذا يؤثر في طريقة انطواء سلاسل الببتيد.

كل رابطة ببتيدية تزيل جزيء ماء واحدًا، لذلك فإن الوزن الجزيئي للببتيد هو مجموع أوزان أحماضه الأمينية ناقص نحو ⁨18.02⁩ لكل رابطة. ويبين ⁨KPV⁩ (ليسين، برولين، فالين) ذلك: ⁨146.19 + 115.13 + 117.15 = 378.47⁩، و⁨378.47 − 2 × 18.02 = 342.43⁩، وهو الوزن الجزيئي في ملف المركّب الخاص به.

وفي المختبر تُصنع الببتيدات بتكوين هذه الروابط حمضًا أمينيًا بعد آخر، عادة بالتخليق الببتيدي على الطور الصلب، ثم تُنقّى بطريقة ⁨HPLC⁩ وتُجفف بالتجميد.

ثنائيات الببتيد وقليلات الببتيد وعديدات الببتيد والبروتينات

تُسمّى الببتيدات بحسب عدد الأحماض الأمينية في السلسلة. والحدود اصطلاحات لا قواعد ثابتة، وتضعها الكتب الدراسية في مواضع مختلفة قليلًا.

وما يميز البروتين من الببتيد الطويل هو البنية في الغالب: فالبروتين ينطوي في شكل ثلاثي الأبعاد مستقر، وكثيرًا ما يتكون من عدة سلاسل، بينما لا يكون لمعظم الببتيدات القصيرة انطواء ثابت.

كيف تقرأ تسلسل الببتيد

تُكتب التسلسلات من الطرف ⁨N⁩، وهو الطرف الذي يحمل المجموعة الأمينية الحرة، إلى الطرف ⁨C⁩، وهو الطرف الذي يحمل المجموعة الكربوكسيلية الحرة، برموز ثلاثية الأحرف مثل ⁨Gly-His-Lys⁩ أو برموز أحادية الحرف مثل ⁨GHK⁩.

وتدل البادئات واللواحق على المجموعات الطرفية: ⁨H-⁩ طرف أميني حر و⁨Ac-⁩ طرف مؤستل؛ و⁨-OH⁩ حمض حر و⁨-NH2⁩ أميد. ويُكتب ⁨SNAP-8⁩ على النحو ⁨Ac-EEMQRRAD-NH2⁩: ثمانية أحماض أمينية مع مجموعة أسيتيل عند الطرف ⁨N⁩ وأميد عند الطرف ⁨C⁩. وتشير ترميزات أخرى إلى الأحماض الأمينية من النوع ⁨D⁩ والببتيدات الحلقية والجسور ثنائية الكبريتيد بين جزيئي سيستئين.

روابط ومكوّنات ليست في التسلسل

ليست كل رابطة في جزيء شبيه بالببتيد رابطة ببتيدية قياسية. فالغلوتاثيون (⁨γ-L-glutamyl-L-cysteinylglycine⁩) يرتبط عبر المجموعة الكربوكسيلية في السلسلة الجانبية لحمض الغلوتاميك لا عبر مجموعته الكربوكسيلية في السلسلة الرئيسية، وهي رابطة غاما-غلوتاميل، لذلك فهو ثلاثي ببتيد من حيث التركيب لكنه ليس ثلاثي ببتيد قياسيًا.

وتظهر مكوّنات أخرى للمادة في صيغتها لا في تسلسلها. ففي ⁨GHK-Cu⁩ يرتبط النحاس الثنائي بثلاثي الببتيد ⁨GHK⁩. وعادة ما تُورَّد الببتيدات المُخلّقة على شكل أملاح، مثل الأسيتات أو ثلاثي فلورو الأسيتات، وهذه الأيونات المضادة تضيف وزنًا دون أن تكون جزءًا من السلسلة. وتغيّر هذه التفاصيل الصيغة الجزيئية والوزن الجزيئي، لذلك قارنها في ملف المركّب وفي شهادة التحليل.

ما الذي تتحقق منه عند مقارنة المواد الببتيدية

التسلسل ومجموعاته الطرفية هي ما يحدد الببتيد. وعند مقارنة مادتين، تحقق من:

• التسلسل الكامل بما فيه المجموعات الطرفية، لا الاسم فقط: فقد تختلف مادتان تحملان الاسم نفسه عند الطرفين.
• الصيغة الجزيئية والوزن الجزيئي مقارنة بالتسلسل: تضيف مجموعة الأسيتيل نحو ⁨42⁩، ويقل وزن الطرف الأميدي بنحو ⁨1⁩ عن الحمض الحر.
• طيف الكتلة الذي يؤكد كتلة السلسلة، ونقاوة ⁨HPLC⁩ التي تبين نسبة الإشارة الموجودة في القمة الرئيسية.
• الشكل المورَّد: تتغير الببتيدات في المحلول أسرع منها في صورة مادة صلبة جافة، بسبب التحلل المائي للروابط الببتيدية وتفاعلات مثل الأكسدة ونزع الأميد، وهذا أحد أسباب توريدها مجففة بالتجميد.