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。是肽鍵主鏈上的重復結構。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，肽單位側重于研究蛋白質(zhì)的高級結構。

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

應用

研究蛋白質(zhì)的高級結構的基本單位

形態(tài)結構

肽單位

氨基酸殘基是通過(guò)肽鍵連接形成線(xiàn)性的多肽鏈的，仔細觀(guān)察 發(fā)現一個(gè)多肽鏈的骨架是由通過(guò)肽鍵連接的重復單位N-C-C組成的，酰胺氫和羰基氧結合在骨架上，而不同氨基酸殘基的側鏈連接在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。N-Cα鍵的轉動(dòng)角度用Φ表示，Cα-C鍵的轉動(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可以取－180°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(guān)察，鍵以順時(shí)針旋轉Φ增大，逆時(shí)針Φ減小.

當N1-Cα2鍵與C2-N2鍵呈反式時(shí)ψ=180°

當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(guān)察，鍵以順時(shí)針旋轉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等人構建了一個(gè)空間填充的肽的模型，并通過(guò)計算來(lái)確定多肽鏈中Φ和ψ立體上允許的值。用Φ對ψ作圖，得到一個(gè)二維的圖，稱(chēng)之Ramachandran構象圖

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，其結果造成 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。

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

脯氨酸的肽單位

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

肽單位

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