Что такое пептид? Пептидная связь и последовательность

Что такое пептид

Пептид — это цепь аминокислот, соединённых пептидными связями. У каждой аминокислоты есть аминогруппа, карбоксильная группа и боковая цепь; двадцать стандартных аминокислот, различающихся только боковыми цепями, составляют большинство природных пептидов и белков. Порядок аминокислот в цепи, называемый последовательностью, определяет пептид.

Например, GHK — это три аминокислоты, глицин, гистидин и лизин, соединённые в этом порядке. Если изменить порядок или одну аминокислоту, получится другой пептид — с другим названием, формулой и массой.

Как образуется пептидная связь

Пептидная связь — это амидная связь между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой следующей. При её образовании выделяется одна молекула воды, поэтому это реакция конденсации; присоединение воды снова разрывает связь — это гидролиз. Поскольку связь C–N частично имеет характер двойной, атомы вокруг неё лежат в одной плоскости и не вращаются свободно, что влияет на сворачивание пептидных цепей.

Каждая пептидная связь отнимает одну молекулу воды, поэтому молекулярная масса пептида равна сумме масс его аминокислот минус около 18.02 на каждую связь. Это видно на KPV (лизин, пролин, валин): 146.19 + 115.13 + 117.15 = 378.47, а 378.47 − 2 × 18.02 = 342.43 — молекулярная масса в его профиле соединения.

В лаборатории пептиды получают, образуя эти связи по одной аминокислоте, обычно твердофазным пептидным синтезом, затем очищают методом HPLC и лиофилизируют.

Дипептиды, олигопептиды, полипептиды и белки

Пептиды называют по числу аминокислот в цепи. Границы — это условности, а не строгие правила, и в учебниках их проводят немного по-разному.

Белок от длинного пептида отличает прежде всего структура: белок сворачивается в устойчивую трёхмерную форму, часто из нескольких цепей, тогда как у большинства коротких пептидов нет фиксированной укладки.

Как читать пептидную последовательность

Последовательности записывают от N-конца, где находится свободная аминогруппа, к C-концу, где находится свободная карбоксильная группа, трёхбуквенными кодами, например Gly-His-Lys, или однобуквенными, например GHK.

Приставки и окончания обозначают концевые группы: H- — свободный аминоконец, Ac- — ацетилированный; -OH — свободная кислота, -NH2 — амид. SNAP-8 записывается как Ac-EEMQRRAD-NH2: восемь аминокислот с ацетильной группой на N-конце и амидом на C-конце. Другие обозначения отмечают D-аминокислоты, циклические пептиды и дисульфидные мостики между двумя цистеинами.

Связи и компоненты, которых нет в последовательности

Не каждая связь в пептидоподобной молекуле — стандартная пептидная. Глутатион (γ-L-глутамил-L-цистеинилглицин) соединён через карбоксильную группу боковой цепи глутаминовой кислоты, а не через её основную карбоксильную группу, — это γ-глутамильная связь, поэтому по составу он трипептид, но не стандартный.

Другие компоненты материала входят в его формулу, но не в последовательность. В GHK-Cu медь(II) связана с трипептидом GHK. Синтетические пептиды обычно поставляются в виде солей, например ацетата или трифторацетата, и эти противоионы добавляют массу, не являясь частью цепи. Такие детали меняют молекулярную формулу и массу, поэтому сверяйте их по профилю соединения и сертификату анализа.

Что проверять при сравнении пептидных материалов

Последовательность и её концевые группы определяют пептид. Сравнивая два материала, проверьте:

• Полную последовательность с концевыми группами, а не только название: два материала с одинаковым названием могут различаться на концах.
• Молекулярную формулу и массу в сравнении с последовательностью: ацетильная группа добавляет около 42, а амидный конец примерно на 1 легче свободной кислоты.
• Масс-спектр, подтверждающий массу цепи, и чистоту по HPLC, показывающую, какая доля сигнала приходится на главный пик.
• Форму поставки: в растворе пептиды меняются быстрее, чем в виде сухого вещества, из-за гидролиза пептидных связей и таких реакций, как окисление и дезамидирование; это одна из причин, почему их поставляют лиофилизированными.