Peptidit ovat biologisia polymeerejä, jotka on muodostettu yhdistämällä aminohapot, joiden keskeiset elementit ovat hiili (C), vety (H), happi (O) ja typpi (N). Termi “peptidisekvenssi” viittaa järjestykseen, jossa aminohapot on kytketty. Peptidit ovat erittäin tärkeitä elävissä järjestelmissä ja muodostavat paljon suurempia ketjuja, joita kutsutaan proteiineiksi. Vaikka biologisia peptidejä on monia lajikkeita, suurin osa niistä koostuu vain 20 aminohaposta. Proteiinit suorittavat erilaisia biologisia toimintoja, mukaan lukien entsyymeinä ja kasvien soluseinien rakenteessa ja eläinsolujen kalvoissa.
Aminohappoja kutsutaan niin, koska niissä on amiini- (-NH2) ja karboksyylihapporyhmiä (-CO2H). Useimmilla biologisissa järjestelmissä olevista aminohapoista on yleinen kaava R-CH (NH2) -CO2H, jossa R on joukko ryhmiä. R: n vaihteleva rakenne vaikuttaa peptidien ja proteiinien rakenteeseen ja ominaisuuksiin.
Peptidisynteesi tapahtuu, kun yhden aminohapon amiiniryhmä reagoi toisen aminohapon karboksyylihapporyhmän kanssa. Tuloksena on amidiryhmän muodostuminen rakenteella -N (H) -CO-, jossa typpi-hiilisidosta kutsutaan peptidisidokseksi. Reaktio voi tapahtua kuinka monta kertaa tahansa, jolloin muodostuu peptidisekvenssi eri toiminnallisista ryhmistä, joista kukin on välissä amidiryhmän kanssa.
Peptideillä ja proteiineilla on erilaiset rakenteet. Ensisijainen proteiinirakenne on järjestys, jossa aminohapot löytyvät; tämä on sen peptidisekvenssi. Proteiinin funktionaaliset ryhmät ovat vuorovaikutuksessa keskenään vetääkseen sen muotoon. Peptidin yksittäisiä käänteitä kutsutaan sen toissijaiseksi rakenteeksi. Sen yleinen muoto, kaikkien näiden käänteiden nettotulos, on peptidin tertiäärinen rakenne.
Proteiinien tai peptidien biokemialliset ominaisuudet riippuvat tertiäärisestä rakenteesta. Kuten kaikki kemikaalit, myös proteiinit saavat energisesti edullisimman muodon. Tämä muoto johtuu houkuttelevista ja vastenmielisistä voimista ryhmien välillä yksittäisissä aminohapoissa. Siksi tertiäärinen rakenne johtuu primaarirakenteesta, mikä tarkoittaa, että tietyn proteiinin peptidisekvenssin päättäminen selittää lopulta sen ominaisuudet.
Proteiinin peptidisekvenssin kehittämisellä on sovelluksia lääkkeiden suunnittelussa. Monet biologiset prosessit riippuvat proteiinien toiminnasta, ja lääkkeet toimivat usein joko kopioimalla tai estämällä näiden proteiinien toimintaa. Proteiinien käyttäytymisen ymmärtäminen voisi johtaa tehokkaampien lääkkeiden suunnitteluun. Tästä syystä lääkeyhtiön tutkimus- ja kehitysosastolla on tyypillisesti peptidikirjasto tai peptidiluettelo, jota se käyttää uusien lääkkeiden etsimisessä.