日本大百科全書(ニッポニカ) 「ペプチド結合」の意味・わかりやすい解説
ペプチド結合
ぺぷちどけつごう
peptide bond
peptide linkage
二つのα(アルファ)-アミノ酸の一方のカルボキシ基（カルボキシル基）と他方のアミノ基とが脱水縮合してできる一種の酸アミド結合をいい、酸、アルカリ、プロテアーゼによって加水分解（切断）される。20世紀初頭ドイツのホフマイスターFranz Hofmeister（1850―1922）とフィッシャーによって、タンパク質中のアミノ酸を結び付けている結合形式として提唱された（ポリペプチド説）。ペプチド結合-CO-NH-は一平面上にあってトランス配置をとっているが、実際には約40％の二重結合性をもっている。これとN-CαおよびCα-C結合のまわり回転角それぞれ∅(ファイ)とψ(プサイ)、そして20種の側鎖によってペプチドやタンパク質の多様な立体構造がつくられる。
二つ以上のアミノ酸がこのペプチド結合を形成して縮重合（重縮合）、つまりアミノ基のHとカルボキシ基のOHを切り離して多数つながったものをペプチドといい、構成アミノ酸が2、3、4、5、6……多数の場合、それぞれジ‐、トリ‐、テトラ‐、ペンタ‐、ヘキサ‐、……ポリペプチドといい、その数を○○残基という。10残基程度までのものはオリゴペプチドとよぶこともある。トリペプチド以上のペプチドは、ビウレット反応で紅紫色に呈色する。末端のアミノ基が遊離している短いペプチドは、アミノ酸と同様にニンヒドリンで紫に発色するが、プロリンがN末端にある場合は黄色である。
ペプチドとタンパク質を区別する厳密な境界はないが、分子量約4000のプロタミンより大きいものはタンパク質とよぶことが多い。天然のペプチドには、インスリンやオキシトシンなどのホルモン、グルタチオンなどの補酵素、血圧上昇物質アンギオテンシン（アンジオテンシン）、毛細血管拡張物質ブラジキニンなどの生理活性ペプチドのほか、D-アミノ酸を含み、さらに複雑な部分をもつ環状バシトラシンなどを含む抗生物質、タマゴテングタケのアマニチン、ミツバチのメリチンなどの毒素もある。これらのなかには非タンパク質性のアミノ酸、β(ベータ)-アラニンやγ(ガンマ)-アミノ酪酸、あるいはD-アミノ酸を含むものもあり、末端のない環状構造をもつグラミシジンのようなものもある。アミノ酸のかわりに乳酸のようなオキシカルボン酸（ヒドロキシカルボン酸）とのエステル結合を一部に含むペプチドは、デプシペプチドとよばれる。
ペプチドはタンパク質をプロテアーゼで限定的に加水分解しても得られるが、任意のアミノ酸配列のものはアジド法、混合酸無水物法、活性エステル法、カルボジイミド法などによって化学的に合成することができる（液相法）。1963年にはメリフィールドにより、指定されたアミノ酸配列のペプチドを多数のプラスチック小球を詰めた反応カラム内でC末端のアミノ酸からN末端のほうへ固相法で順次連結していくペプチド自動合成装置（ペプチド‐シンセサイザー）も開発された。
一方、細胞内でのペプチド結合の形成、つまり、タンパク質の生合成は、リボゾームにおいて巧妙に行われている。個体をつくるためのタンパク質のアミノ酸配列は遺伝情報として細胞核内のDNAにおもに4種の塩基からなる配列として収納されており、これがメッセンジャーRNAへ転写される。この情報に従って転移RNAと結合したアミノ酸がリボゾーム上でアミノ末端から順次ペプチド結合を形成して連結され、さらに、あるものは糖鎖（グルコースなどの糖がいくつかつながったもの）を連結するなどの翻訳後修飾を施され、数段階の過程を経て各種の構造と機能を担う多数のペプチドやタンパク質が誕生する。なお、タンパク質中のグルタミンのγ-カルボキサム基と、リジンのε-アミノ基が脱水縮合したものはイソペプチドとよばれ、分子内あるいは分子間の架橋ができあがる。この反応を進めるのがトランスグルタミナーゼで、血液凝固のⅩⅢa因子として重要な役割を果たしている。
［野村晃司］
『日本比較内分泌学会編『ホルモンの生物科学 ペプチドホルモン』（1991・学会出版センター）』▽『藤野政彦編『ペプチドと蛋白工学』（1991・講談社）』▽『鎮目和夫編著『成長ホルモンとその関連ペプチド』（1992・朝倉書店）』▽『日本化学会編『実験化学講座22 有機合成（4） 酸・アミノ酸・ペプチド』（1992・丸善）』▽『大海忍他著『抗ペプチド抗体実験プロトコール――ペプチド合成からタンパク質機能解析まで』（1994・秀潤社）』
