Ein Beta-Peptid ist eine Art Makromolekül mit wichtigen biochemischen Eigenschaften, das aus Beta-Aminosäuren besteht. Beta-Peptide sind eine Art Peptidomimetikum, Moleküle, die als Alpha-Peptide bekannt sind oder einfach Peptide mit chemischen Strukturen, die einer Gruppe von Molekülen ähnlich sind und aufgrund ihrer Rolle bei der Proteinsynthese, dem Stoffwechsel und anderen biologischen Prozessen lebenswichtig sind. Im Gegensatz zu regulären Peptiden kommen die meisten Formen von Beta-Peptiden jedoch nicht in der Natur vor. Beta-Peptide werden in der Medizin verwendet, da sie aufgrund ihrer chemischen Struktur die Wirkung einiger auf Alpha-Peptiden basierender Medikamente nachahmen oder verbessern können.
Aminosäuren bestehen aus Aminen, einer dem Ammoniak ähnlichen Klasse von Stickstoffverbindungen, Carbonsäuren und einer dritten Komponente, die als Seitenkette bezeichnet wird und von einer Aminosäure zur anderen stark variieren kann. In Alpha-Aminosäuren sind das Amin und die Carbonsäure beide an das gleiche Kohlenstoffatom gebunden, das als Alpha-Kohlenstoff bezeichnet wird. In den Beta-Aminosäuren, aus denen ein Beta-Peptid besteht, bindet die Carbonsäuregruppe jedoch an den Alpha-Kohlenstoff, während das Peptid an das nächstgelegene Kohlenstoffatom bindet, das als Beta-Kohlenstoff bezeichnet wird.
Alle Peptide sind Polymere, große Moleküle, die aus einer Kette chemisch gebundener, sich wiederholender kleinerer Einheiten bestehen. Die konstituierenden Aminosäuren von Peptiden werden durch eine Reihe kovalenter Bindungen zusammengehalten, in denen die Amingruppe jeder Einheit an die Carbonsäuregruppe der nächsten Einheit in der Kette bindet. Die chemische Struktur von Peptiden ist die gleiche wie die von Proteinen, aber Proteine sind länger. Die Trennlinie zwischen Peptiden und Proteinen ist nicht scharf definiert, obwohl eine gängige Definition den Begriff Peptid auf Polymerketten von 50 Aminosäuren oder weniger und den Begriff Protein auf größere Moleküle bezieht.
Mehrere Arten von Beta-Peptiden werden als medizinische Behandlungen verwendet. Alpha-Peptide sind in Antibiotika nützlich, werden jedoch häufig von Enzymen im Körper des Patienten abgebaut oder abgebaut, ein Prozess, der als Proteolyse bezeichnet wird. Einige Arten von Beta-Peptid sind in der Lage, die gleichen medizinischen Wirkungen wie ihre Alpha-Peptid-Gegenstücke zu erzeugen, sind jedoch chemisch unterschiedlich genug, um der Proteolyse zu widerstehen.
Beta Alanin ist die einzige in der Natur verbreitete Beta-Aminosäure, daher werden Beta-Peptide, wie sie in Beta-Peptid-basierten Antibiotika verwendet werden, künstlich synthetisiert. Die gebräuchlichste Methode ist die Arndt-Eistert-Reaktion oder Arndt-Eistert-Synthese, benannt nach den Chemikern Bernd Eistert und Fritz Arndt. Diese Methode verwandelt Alpha-Aminosäuren in Beta-Aminosäuren durch eine Abfolge chemischer Reaktionen unter Verwendung von Licht, Wärme oder Silberoxid als Katalysator.