什麼是多肽
多肽是什麼
肽是由各種氨基酸分子之間經脫水形成肽鍵相連的聚合型有機化合物。與高分子聚合物不同，作為肽鍊基本建構的單體(monomer)是各種氨基酸殘基，它們的側鍊結構各不相同。是以肽不是高分子聚合物。與蛋白質相比，肽的共價鍵形成的鍊結構與前者相同，但鍊長度及分子量遠遠小于前者。是以，肽不是蛋白質。盡管如此，肽與蛋白質之間還是存在許多相近的理化性質，如親水性、極性、二級結構、易酶解、金屬絡合性等。從分子量大小上很難在某個準确的數值上把肽與蛋白質差別開。至今人們習慣地按肽鍊長短進行如下的表示：
小于10個殘基為寡肽(oligopeptide)或小肽分子。10~80(或100)個殘基為多肽(polypeptide)或肽。大于80(或100)個殘基為蛋白質，也有人主張隻有在150個或200個殘基以上的分子才是真正的蛋白質。
多肽的結構
肽分子主要骨架結構是由[-氮原子-碳原子-碳原子-]反複串接而成。其中兩個碳原子的化學狀态又不相同，N原子右側的為帶側鍊基(Gly除外)的α-C原子，N原子左側的為酰基C原子。除了Pro殘基外，出現在肽及蛋白質分子中的其他十九種氨基酸殘基上的N原子均帶有一個H原子，後者作為H的供體可以與肽鍊上酰基中的O原子(H的受體)形成氫鍵。除了含殘基數較少的寡肽外，一般的肽分子中往往存在密度很高的氫鍵締合結構，即肽的二級結構。這些結構因為H供體與受體的位置差别，又存在一些不同的形式。
① α-螺旋(α-Helix)
基于各殘基的α-C上側鍊基團的空間位阻及電荷情況的差異，可使α-螺旋有三種類型。
② β-片條或β折疊(β-Sheet)
當肽鍊上連續存在許多疏水性殘基(如Leu、He、Val、Met、Tyr、Trp、Phe、Ala)時，更容易在每個酰胺結構上發生鍊間平行方式的氫鍵締合。
從β-Sheet的結構上可以看出沿着肽鍵延伸的方向主鍊兩側存在大量的氫鍵。它們可使肽鍊之間緊緊地聚集(aggregation)在一起。值得指出的是，當β-Sheet結構在整個主鍊二級結構中占的比例越大時，這個肽的溶解性就越差。這種特征不但會造成縮合接肽反應存在困難，而且在體内還會引發特殊的生物學後果。最明顯的執行個體就是瘋牛病、帕金森病及AD(早老年性癡呆)等的病理部位均含有大量的不溶性蛋白沉積，其中含有緻密的β-Sheet結構。
③ β-轉角(β-turn)
與α-Helix及β-Sheet結構中存在大量氫鍵不同的是，肽鍵中間有時存在相鄰的三個殘基由一個氫鍵形成的十元環結構，由此結構延伸出的N端主鍊及C端主鍊幾乎沿同一方向平行展開。這種含三個殘基的十元環就是β-turn結構。此外，尚有兩個殘基參與的相當于七元環的r-turn結構。但這種結構中的H鍵締合強度較弱。β-turn處在肽鍵的U形拐彎的地方，很容易與體内蛋白受體接近。實際上，可引發許多生物活性效應的配基與受體如與底物、激素與靶點、抗原與抗體的結合往往是由β-turn結構的參與而完成的。是以許多新藥研究也是基于β-turn的結構與功能而設計的。
④ 無序卷曲(random coil)
在肽鍊的序列結構中，如果沒有可形成氫鍵締合的一級結構就不會引發α-helix、β-sheet及β-turn等二級結構。這種肽分子的主鍊就會處于無規律、松散狀态，稱之為無序卷曲。這種結構與環境中的溶劑分子接觸最充分，因而溶解性很好。具有無序卷曲鍊的肽化合物不但很容易組裝合成，而且在機體内也易于轉運。已有的研究表明，肽鍊中如果較多地存在Pro、Gly、Asn、Ser、Asp、Thr等殘基，它們往往幹擾規則的氫鍵締合而出現無序卷曲狀态。是以在結構設計中合理地引入這類殘基，可能會改善中間體及終産物的溶解性。
多肽的親水與疏水
除了少數疏水肽(如澱粉樣蛋白中的Amyloidβ片段肽等)以外，多數肽分子往往具有許多極性側鍊基團，如-OH、-NH2、-COOH等，它們可以與水分子形成氫鍵締合或與正、負離子形成極性區……。是以很多肽化合物均具有水溶性。應該指出的是，在肽的合成過程中作為中間體的有關肽片段是處于側鍊基團及端基(氨基或羧基)被保護的狀态存在的，它們一般是不溶于水，而溶于有機溶劑的。隻有當合成結束，各種保護基團被脫除，相應的極性功能基被遊離以後，得到的遊離肽才具有水溶性，由此往往伴随着純化的困難(解決辦法詳見下文)。研究表明，存在肽與蛋白質中的二十種氨基酸殘基的水溶性相對系數(以Gly為0)按下列順序遞增，是以分子中含Lys、Glu、Asp、Arg、Ser等殘基越多的肽，水溶性就越強。
多肽的酸堿性
從氨基酸的側鍊結構看，可以分為三大類：不含極性側鍊的中性殘基、含側鍊羧基的酸性殘基及含氨基、胍基或咪唑環的堿性殘基。他們各自的酸堿性與其等電點相關
當肽鍊中含有的Asp及Glu殘基數多于Lys、Arg及His的殘基數時，該肽為酸性肽。反之為堿性肽。尤其是分子量很大的多肽化合物酸堿性的存在不但直接影響其水溶性及分離純化的條件(如等電點沉澱法、電泳法等)，而且存在由離子鍵介導的三級結構，因而對其生物活性也産生影響。