Peptidbindungen sind eine Art kovalenter Bindung, die nur in Proteinmolekülen vorkommt. Diese Bindungen verbinden Aminosäuren zu Peptidketten, die dann zu Proteinen verbunden werden. Kovalente Bindungen entstehen, wenn ein Atom innerhalb eines Moleküls ein, zwei oder drei Elektronen mit einem Atom eines anderen Moleküls teilt. Diese Arten von Bindungen sind stark und können schwer zu brechen sein.
Alle Proteine bestehen aus Aminosäureketten, die auf ganz bestimmte Weise miteinander verbunden sind. Die meisten Aminosäuren haben auf der einen Seite eine einzelne Carboxylgruppe (-COOH) und auf der anderen eine Aminogruppe (-NH2). Benachbarte Aminosäuren können eine Peptidbindung bilden, wenn sich die Carboxylgruppe einer Säure mit der Aminogruppe der anderen verbindet.
Bei der Bildung von Peptidbindungen zwischen Aminosäuren geht ein Wassermolekül verloren. Diese Reaktionsart wird als Kondensationsreaktion bezeichnet. Das Wassermolekül (H2O) entsteht durch den Verlust eines Hydroxyls (-OH) aus der Carboxylgruppe und eines Wasserstoffatoms (H) aus der Aminogruppe. Die Tatsache, dass alle Aminosäuren auf diese Weise miteinander verbunden sind, ist einer der Faktoren, die die Form des hergestellten Proteins bestimmen.
Zwischen jeder Aminosäurepaarung treten einzelne Peptidbindungen auf. Proteine werden auch Polypeptide genannt, da sie oft aus Dutzenden oder sogar Hunderten von Aminosäuren bestehen, die zu Peptidketten verbunden sind. Dies bedeutet, dass Proteine viele Peptidbindungen enthalten.
Um eine Peptidbindung zu brechen, muss eine Hydrolysereaktion – das Gegenteil einer Kondensationsreaktion – ablaufen. Hydrolysereaktionen finden statt, wenn Proteine in Peptidketten oder Peptide in einzelne Aminosäuren gespalten werden. Bei der Hydrolyse wird ein Wassermolekül an die Peptidbindung angelagert, wodurch das Wasser gespalten wird. Die Hydroxylgruppe (-OH) hängt an der Carboxylgruppe einer Aminosäure und das Wasserstoffatom (H) hängt an der Aminogruppe der anderen.
Peptidbindungen sind extrem stabil, was bedeutet, dass sie schwer zu brechen sind. Dies ist für Proteine von besonderer Bedeutung, da sie in den meisten Lebensformen eine lebenswichtige Rolle spielen. Zum Beispiel steuern Proteine, die Enzyme genannt werden, fast alle chemischen Reaktionen in Lebewesen. Auch die Form eines Proteins ist von entscheidender Bedeutung dafür, wie gut dieses Protein funktioniert. Die Reihenfolge der Aminosäuren, aus denen das Protein besteht, sowie die Stärke der Peptidbindungen sind Faktoren bei der Bestimmung und Aufrechterhaltung der Form jedes einzelnen Proteintyps.