Los péptidos son polímeros biológicos formados por la unión de aminoácidos, cuyos elementos clave son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). El término «secuencia de péptidos» se refiere al orden en el que se enlazan los aminoácidos. Los péptidos son muy importantes en los sistemas vivos y se combinan para formar cadenas mucho más grandes llamadas proteínas. Aunque existen muchas variedades de péptidos biológicos, la mayoría de ellos se componen de solo 20 aminoácidos. Las proteínas realizan una variedad de funciones biológicas, incluso como enzimas y en la estructura de las paredes celulares de las plantas y las membranas de las células animales.
Los aminoácidos se denominan así porque tienen grupos amina (-NH2) y ácido carboxílico (-CO2H). La mayoría de los aminoácidos que se encuentran en los sistemas biológicos tienen la fórmula general R-CH (NH2) -CO2H, donde R es un rango de grupos. La estructura variable de R es lo que influye en la estructura y propiedades de péptidos y proteínas.
La síntesis de péptidos ocurre cuando el grupo amina de un aminoácido reacciona con el grupo ácido carboxílico de otro aminoácido. El resultado es la formación de un grupo amida de estructura -N (H) -CO- donde el enlace nitrógeno-carbono se denomina enlace peptídico. La reacción puede tener lugar tantas veces como desee para formar una secuencia de péptidos de diferentes grupos funcionales, cada uno de los cuales está intercalado por un grupo amida.
Los péptidos y las proteínas tienen diferentes niveles de estructura. La estructura de la proteína primaria es el orden en el que se encuentran los aminoácidos; esta es su secuencia de péptidos. Los grupos funcionales de la proteína interactúan entre sí para darle forma. Los giros y vueltas individuales de un péptido se denominan estructura secundaria. Su forma general, el resultado neto de todos estos giros y vueltas, es la estructura terciaria del péptido.
Las propiedades bioquímicas de proteínas o péptidos dependen de la estructura terciaria. Como ocurre con todos los productos químicos, las proteínas asumirán la forma energéticamente más favorable. Esta forma se debe a las fuerzas de atracción y repulsión entre los grupos de los aminoácidos individuales. Por lo tanto, la estructura terciaria se debe a la estructura primaria, lo que significa que deducir la secuencia de péptidos de una proteína en particular explicará en última instancia sus propiedades.
La elaboración de la secuencia de péptidos de una proteína tiene aplicaciones en el diseño de productos farmacéuticos. Muchos procesos biológicos dependen de las acciones de las proteínas, y los medicamentos a menudo actúan copiando o bloqueando la acción de estas proteínas. Comprender el comportamiento de las proteínas podría conducir al diseño de fármacos más eficaces. Por esta razón, el departamento de investigación y desarrollo de una empresa farmacéutica suele tener una biblioteca de péptidos o un catálogo de péptidos que utilizará en la búsqueda de nuevos medicamentos.