肽科普 | 肽—蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物

近年來(lái)在世界范圍內(nèi)掀起了一股高科技營(yíng)養(yǎng)品應(yīng)用的熱潮，肽在其中得到了廣泛應(yīng)用。肽是具有活性的蛋白質(zhì)片段且更易被吸收。今天我們來(lái)了解一下肽是什么？

蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，其組成基礎(chǔ)是氨基酸。肽，是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，同樣肽鍵還是連接蛋白質(zhì)中氨基酸之間物質(zhì)，肽與蛋白質(zhì)有千絲萬(wàn)屢的聯(lián)系。要了解肽，就要深入了解蛋白質(zhì)。

通常，從氨基酸的數(shù)目來(lái)看，把少于10個(gè)氨基酸分子形成的肽稱為寡肽。其中，由兩個(gè)氨基酸分子形成的肽稱為二肽，相應(yīng)的也就還有三肽、四肽、五肽等。10～50個(gè)氨基酸形成的肽一般稱為多肽，但實(shí)際上寡肽與多肽之間并無(wú)明確的氨基酸數(shù)目的區(qū)分。以含有51個(gè)氨基酸殘基的胰島素作為標(biāo)準(zhǔn)，由51個(gè)及以上數(shù)目氨基酸殘基構(gòu)成的多肽即成為蛋白質(zhì)；但其實(shí)多肽與蛋白之間也無(wú)明確劃分標(biāo)準(zhǔn)。

肽與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

由于肽與蛋白質(zhì)都是由氨基酸單體通過(guò)肽鍵連接而成，很多時(shí)候可認(rèn)為肽是蛋白水解得到的片段，而蛋白質(zhì)也可認(rèn)為是較大的多肽鏈或多條多肽鏈的復(fù)雜空間聚合體。因此，在講分子結(jié)構(gòu)時(shí)，我們將肽與蛋白一起說(shuō)明，不做單獨(dú)區(qū)別。

01多肽與蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)

多肽和蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指肽鏈中氨基酸殘基的數(shù)目和排列順序。由于氨基酸殘基間的相互位置關(guān)系決定了各殘基和基團(tuán)間的一系列作用力，而這些作用力決定了肽鏈的空間構(gòu)象。因此，一級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽和蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，包含了蛋白質(zhì)的全部信息，也決定了肽與蛋白復(fù)雜多變的生物功能。

02多肽與蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)

在氨基酸殘基非側(cè)鏈基團(tuán)之間形成的氫鍵的作用下，肽鏈主鏈在一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行有規(guī)律的折疊盤(pán)繞而形成的空間構(gòu)象即為二級(jí)結(jié)構(gòu)。需要注意的是，二級(jí)結(jié)構(gòu)僅指主鏈局部的空間排列，不涉及側(cè)鏈構(gòu)。（見(jiàn)下圖）常見(jiàn)的肽鏈二級(jí)結(jié)構(gòu)有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角等。多肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)溶解性、吸附性等物理性能及生物活性均有影響。對(duì)于具有一定空間結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮活性的功能多肽，應(yīng)進(jìn)行必要的立體化學(xué)研究。

03超二級(jí)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)域

對(duì)于氨基酸殘基數(shù)較少的小肽，無(wú)法像構(gòu)建蛋白質(zhì)的長(zhǎng)肽鏈那樣形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。因此，從超二級(jí)結(jié)構(gòu)開(kāi)始，我們更多的是針對(duì)大肽和蛋白質(zhì)。超二級(jí)結(jié)構(gòu)指由相鄰的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)單元相互接近，組合在一起形成的有規(guī)律的二級(jí)結(jié)構(gòu)聚集體。超二級(jí)結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的有αα、ββ、βαβ三種組合形式。

在較大的球形蛋白質(zhì)分子或亞基中，多肽鏈表現(xiàn)為由兩個(gè)以上的相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體締合而成的三維結(jié)構(gòu)。這種相對(duì)獨(dú)立的，在空間上能夠辨識(shí)的三維實(shí)體稱為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域。有些蛋白質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)域具有相對(duì)獨(dú)立的功能，有些蛋白質(zhì)的功能則可以位于多個(gè)結(jié)構(gòu)域的間隙中，由多個(gè)結(jié)構(gòu)域共同形成。

04蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在二級(jí)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)乃至結(jié)構(gòu)域的基礎(chǔ)上，通過(guò)側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。維系三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力主要是次級(jí)鍵和非共價(jià)鍵，包括離子鍵、氫鍵、范德華力、疏水相互作用，而共價(jià)鍵如二硫鍵和配位鍵處于次要地位。

05蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指具有特定三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈（亞基）通過(guò)非共價(jià)鍵締合形成的大分子組合體系。與維系三級(jí)結(jié)構(gòu)的力不同，維系四級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力中無(wú)二硫鍵和配位鍵等共價(jià)鍵。