肽單位（peptide unit）又稱(chēng)為肽基（peptide group），肽鍵的所有四個(gè)原子和與之相連的兩個(gè)α-碳原子所組成的基團(tuán)。是肽鍵主鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)。是由參與肽鏈形成的氮原子，碳原子和它們的4個(gè)取代成分：羰基氧原子，酰氨氫原子和兩個(gè)相鄰α-碳原子組成的一個(gè)平面單位，與氨基酸殘基不同，肽單位側(cè)重于研究蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。

肽鏈中的酰胺基(-CO-NH-)稱(chēng)為 肽基 (peptide group)或 肽單位（peptide unit)。

外文名

peptide unit

應(yīng)用

研究蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)的基本單位

形態(tài)結(jié)構(gòu)

肽單位

氨基酸殘基是通過(guò)肽鍵連接形成線性的多肽鏈的，仔細(xì)觀察 發(fā)現(xiàn)一個(gè)多肽鏈的骨架是由通過(guò)肽鍵連接的重復(fù)單位N-C-C組成的，酰胺氫和羰基氧結(jié)合在骨架上，而不同氨基酸殘基的側(cè)鏈連接在α-碳上。

參與肽鍵形成的2個(gè)原子以及另外4個(gè)取代成員：羰基氧原子、酰胺氫原子、以及2個(gè)相鄰的α-碳原子構(gòu)成了一個(gè)肽單位（peptide group）（如上圖）。

肽單位的

二面角

α-碳原子和亞氨基的N及羰基C之間都是單鍵，均可自由旋轉(zhuǎn)。N-Cα鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用Φ表示，Cα-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用ψ表示，他們被稱(chēng)為肽單位的二面角，理論上Φ、ψ可以?。?80°至+180°之間的任一個(gè)角度。

肽單位的二面角

二面角大小的判斷：

將兩個(gè)相鄰的肽單位從N(氨基)末端到C(羧基)末端，從第一個(gè)α-碳原子開(kāi)始將肽鏈上的原子編為Cα1-C1-N1-Cα2-C2-N2.

當(dāng)Cα2-C2鍵與C1-N1鍵呈順式時(shí)Φ=0°，反式時(shí)Φ=±180°；沿N1-Cα2鍵軸從Cα2端觀察，鍵以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)Φ增大，逆時(shí)針Φ減小.

當(dāng)N1-Cα2鍵與C2-N2鍵呈反式時(shí)ψ=180°

當(dāng)N1-Cα2鍵與C2-N2鍵呈順式時(shí)ψ=0°，反式時(shí)ψ=±180°；沿Cα2-C2鍵軸從Cα2端觀察，鍵以順時(shí)針旋轉(zhuǎn)ψ增大，逆時(shí)針ψ減小.

L-Ala(丙氨酸)的Ramachandran圖

生物物理學(xué)家G.N.Ramachandran等人構(gòu)建了一個(gè)空間填充的肽的模型，并通過(guò)計(jì)算來(lái)確定多肽鏈中Φ和ψ立體上允許的值。用Φ對(duì)ψ作圖，得到一個(gè)二維的圖，稱(chēng)之Ramachandran構(gòu)象圖

分類(lèi)

一般肽單位

肽單位

肽鍵的部分雙鍵特性可以充分地防止C-N鍵的旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果造成 肽單位實(shí)際上是個(gè)平面。但蛋白質(zhì)中的每一個(gè)N-C鍵和每一個(gè)C-N鍵都可以自由旋轉(zhuǎn)。

盡管繞肽鍵旋轉(zhuǎn)存在很大的障礙，但肽單位可以選擇兩種可能構(gòu)象中的一種：反式（trans）構(gòu)象，或順式（cis）構(gòu)象。

脯氨酸的肽單位

由于連接在兩個(gè)α-碳上的側(cè)鏈基團(tuán)之間的立體干擾，不利于順式構(gòu)象的形成，對(duì)伸展的反式構(gòu)象的形成有利，因此蛋白質(zhì)中幾乎所有的肽單位都是反式構(gòu)象。但也有例外，一般都出現(xiàn)在脯氨酸的酰胺氮參與的肽鍵，只是順式構(gòu)象引起的立體干擾比反式構(gòu)象多些。通過(guò)X-射線晶體分析發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)中大約有6%的脯氨酸殘基處于順式構(gòu)象．

肽單位

一個(gè)蛋白質(zhì)的構(gòu)象取決于肽單位繞N-C鍵和C-N鍵的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)本身受到肽鏈的主鏈和相鄰殘基的側(cè)鏈原子之間的立體干擾的限制(如右圖)。