I peptidi sono polimeri biologici formati dal legame di amminoacidi, i cui elementi chiave sono carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O) e azoto (N). Il termine “sequenza peptidica” si riferisce all’ordine in cui gli amminoacidi sono collegati. I peptidi sono molto importanti nei sistemi viventi e si combinano per formare catene molto più grandi chiamate proteine. Sebbene esistano molte varietà di peptidi biologici, la maggior parte di questi è costituita da soli 20 amminoacidi. Le proteine svolgono una serie di funzioni biologiche, comprese quelle come enzimi e nella struttura delle pareti cellulari delle piante e delle membrane nelle cellule animali.
Gli amminoacidi sono così chiamati perché hanno gruppi amminici (-NH2) e acidi carbossilici (-CO2H). La maggior parte degli amminoacidi presenti nei sistemi biologici ha la formula generale R-CH(NH2)-CO2H, dove R è un intervallo di gruppi. La struttura variabile di R è ciò che influenza la struttura e le proprietà di peptidi e proteine.
La sintesi dei peptidi si verifica quando il gruppo amminico di un amminoacido reagisce con il gruppo acido carbossilico di un altro amminoacido. Il risultato è la formazione di un gruppo ammidico di struttura -N(H)-CO- dove il legame azoto-carbonio è chiamato legame peptidico. La reazione può avvenire un numero qualsiasi di volte per formare una sequenza peptidica di diversi gruppi funzionali, ciascuno dei quali è intervallato da un gruppo ammidico.
Peptidi e proteine hanno diversi livelli di struttura. La struttura della proteina primaria è l’ordine in cui si trovano gli amminoacidi; questa è la sua sequenza peptidica. I gruppi funzionali sulla proteina interagiscono tra loro per darle una forma. I singoli colpi di scena di un peptide sono chiamati la sua struttura secondaria. La sua forma complessiva, il risultato netto di tutti questi colpi di scena, è la struttura terziaria del peptide.
Le proprietà biochimiche delle proteine o dei peptidi dipendono dalla struttura terziaria. Come con tutte le sostanze chimiche, le proteine assumeranno la forma energeticamente più favorevole. Questa forma è dovuta alle forze attrattive e repulsive tra i gruppi sui singoli amminoacidi. Pertanto, la struttura terziaria è dovuta alla struttura primaria, il che significa che la deduzione della sequenza peptidica di una particolare proteina alla fine spiegherà le sue proprietà.
L’elaborazione della sequenza peptidica di una proteina ha applicazioni nella progettazione di prodotti farmaceutici. Molti processi biologici dipendono dalle azioni delle proteine e i farmaci spesso agiscono copiando o bloccando l’azione di queste proteine. Comprendere il comportamento delle proteine potrebbe portare alla progettazione di farmaci più efficaci. Per questo motivo, il dipartimento di ricerca e sviluppo di un’azienda farmaceutica ha in genere una libreria di peptidi o un catalogo di peptidi che utilizzerà nella ricerca di nuovi farmaci.