Peptide sind biologische Polymere, die durch die Verknüpfung von Aminosäuren gebildet werden, deren Schlüsselelemente Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und Stickstoff (N) sind. Der Begriff „Peptidsequenz“ bezieht sich auf die Reihenfolge, in der Aminosäuren verknüpft sind. Peptide sind in lebenden Systemen sehr wichtig und verbinden sich zu viel größeren Ketten, den Proteinen. Obwohl es viele Arten von biologischen Peptiden gibt, bestehen die meisten davon aus nur 20 Aminosäuren. Proteine erfüllen eine Reihe biologischer Funktionen, unter anderem als Enzyme und beim Aufbau von Zellwänden in Pflanzen und Membranen in tierischen Zellen.
Aminosäuren werden so genannt, weil sie Amin- (-NH2) und Carbonsäuregruppen (-CO2H) haben. Die meisten in biologischen Systemen vorkommenden Aminosäuren haben die allgemeine Formel R-CH(NH2)-CO2H, wobei R eine Reihe von Gruppen ist. Die unterschiedliche Struktur von R beeinflusst die Struktur und Eigenschaften von Peptiden und Proteinen.
Die Peptidsynthese findet statt, wenn die Amingruppe einer Aminosäure mit der Carbonsäuregruppe einer anderen Aminosäure reagiert. Das Ergebnis ist die Bildung einer Amidgruppe der Struktur -N(H)-CO-, wobei die Stickstoff-Kohlenstoff-Bindung als Peptidbindung bezeichnet wird. Die Reaktion kann beliebig oft zu einer Peptidsequenz unterschiedlicher funktioneller Gruppen erfolgen, die jeweils von einer Amidgruppe durchsetzt sind.
Peptide und Proteine haben unterschiedliche Strukturebenen. Die primäre Proteinstruktur ist die Reihenfolge, in der die Aminosäuren gefunden werden; dies ist seine Peptidsequenz. Die funktionellen Gruppen des Proteins interagieren miteinander, um es in eine Form zu bringen. Die einzelnen Windungen und Windungen eines Peptids werden als Sekundärstruktur bezeichnet. Seine Gesamtform, das Nettoergebnis all dieser Drehungen und Wendungen, ist die Tertiärstruktur des Peptids.
Die biochemischen Eigenschaften von Proteinen oder Peptiden hängen von der Tertiärstruktur ab. Wie alle Chemikalien nehmen Proteine die energetisch günstigste Form an. Diese Form ist auf anziehende und abstoßende Kräfte zwischen den Gruppen auf die einzelnen Aminosäuren zurückzuführen. Daher beruht die Tertiärstruktur auf der Primärstruktur, was bedeutet, dass die Ableitung der Peptidsequenz eines bestimmten Proteins letztendlich seine Eigenschaften erklärt.
Das Herausarbeiten der Peptidsequenz eines Proteins hat Anwendungen beim Design von Pharmazeutika. Viele biologische Prozesse hängen von der Wirkung von Proteinen ab, und Medikamente wirken oft, indem sie die Wirkung dieser Proteine entweder kopieren oder blockieren. Das Verständnis des Verhaltens von Proteinen könnte zur Entwicklung wirksamerer Medikamente führen. Aus diesem Grund verfügt die Forschungs- und Entwicklungsabteilung eines Pharmaunternehmens typischerweise über eine Peptidbibliothek oder einen Peptidkatalog, die bei der Suche nach neuen Medikamenten verwendet werden.