Peptidbindung ist eine Amidbindung zwischen Polypeptid- und Proteinmolekülen in Aminosäuren, auch als Peptidkette bekannt. Eine kovalente Bindung ist charakteristisch für die Peptidbindung und für die normale Peptidsynthese essentiell. Mit anderen Worten, Peptidbindungen verbinden Aminosäuren in einer bestimmten Reihenfolge, die Proteinpolymere erzeugt und die Bildung einzigartiger, dreidimensionaler (3D-Strukturen) steuert. Ohne Peptidbindung werden wichtige Reaktionen mit Aminosäuren gehemmt.
Molekularchemisch betrachtet bildet die Verknüpfung von zwei oder mehr Aminosäuren ein Peptidmolekül. Die Peptidbindung bildet sich dort, wo ein Carbonsäuremolekül mit einer Aminogruppe im nächsten Aminosäuremolekül reagiert. Das resultierende Molekül ist ein Dipeptid – zwei Aminosäuren, die durch Peptidbindung miteinander verbunden sind. Peptidbindungen sind einzigartig für die Aminogruppe, mit der sie verbunden sind.
Der Prozess der Peptidsynthese oder Proteinsynthese umfasst die Bildung einer Peptidkette und eine Reihe biochemischer Reaktionen mit verschiedenen Arten von Ribonukleinsäure (RNA)-Molekülen – Boten-, ribosomale und Transfer-RNA – und Aminosäuren. Die Proteinsynthese findet statt, indem das Ribosom die Boten-RNA (mRNA) übersetzt und sich nach der Translation eine Peptidbindung zwischen zwei Aminosäuremolekülen bildet. Jedes Mal, wenn eine Peptidbindung auftritt, wird eine neue Aminosäure zu einer sogenannten Polypeptidkette hinzugefügt. Unter bestimmten Umständen können mehrere Ribosomen denselben mRNA-Strang translatieren, was zu einer doppelten Peptidbindung und damit zu doppelten Peptidketten führt.
Wenn die Proteinsynthese abgeschlossen ist, wird die Polypeptidkette durch eine enzymkatalysierte Reaktion freigesetzt und bildet eine 3D-Struktur, die zu einem biologisch aktiven Protein wird. Die Wirksamkeit einiger Antibiotika zur Behandlung bakterieller Infektionen beruht auf der Peptidbindung während der Proteinsynthese. Durch die Störung der Bildung von Proteinen, die von den Bakterien benötigt werden, können Antibiotika die Vermehrung der Bakterien stoppen.
Antibiotika, die die Peptidbindung hemmen, hemmen auch die Proteinsynthese. Viele Antibiotika können ungesunde Zellen nicht gezielt angreifen, sodass sie während des Prozesses gesunde Zellen beeinflussen, obwohl es einige Medikamente gibt, die nur auf Bakterienzellen wirken, indem sie auf Bakterienribosomen abzielen. Der Wirkungsmechanismus von Antibiotika kann die Transkription von RNA oder das Wachstum von Peptidketten verhindern, indem er die Bildung von Peptidbindungen hemmt. Andere Mechanismen umfassen die unvollständige Proteincodierung und die Verhinderung von Transkriptions-RNA (tRNA), die alle auf einer biochemisch vermittelten Peptidbindung beruhen.
Aufgrund der Nachfrage von Forschungs- und Entwicklungsteams, die mit der Entwicklung neuer Antibiotika beauftragt sind, entstand ein Bedarf an Peptidsyntheseunternehmen. Zu den gefragten Peptidservices gehören kundenspezifische Sequenzierungen mit Massenspektrometrie oder die Entwicklung eines Peptidkatalogs oder einer Peptidbibliothek. Einige dieser Dienstleister liefern auch modifizierte Peptide und Synthesematerialien.