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肽键行业概括

肽键，乃由一分子氨基酸中所独有的α－羧基以及另一分子氨基酸所具备的α－氨基通过脱水反应所产生的酰胺键，化学公式表达即为-CONH-。正是由于这种特殊的肽键作用，使得大量的氨基酸得以构成富有立体感的多肽链状结构。作为蛋白质分子内部最主要的共价键，其性质稳定可靠。虽然它仅仅是一条单键，却具备了部分双键的特性，因此在运动过程中显得相对集束，相对于其他单键更具稳定性，形成了具有一定刚性的肽键平面。这个平面内包含了穿过肽键两侧的C═O、N－H以及两个Cα共计六个原子的空间位置，从而使得这些原子能保持在一个相对靠近的平面之上，同时相邻两个氨基酸的侧链R也会形成反式构型，进一步丰富了肽链、肽键之间复杂多变的空间结构。

图表：肽键行业分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

1 形成原理

肽键具有独特特性。从键长角度考察，肽键键长(0.132 nm)介于双键(0.124 nm)与C-N单键(0.146 nm)之间，具备部分双键特质且无法完全旋转；从键角观测，键的夹角与肽键中键皆为精准的120°角。因此，与肽键紧密连接的六个原子O、(H、N、C、Cn、Ca)始终共同位于同一平坦界面，构筑成牢固的“肽键平面” (又名“酰胺平面”或肽单元)。在肽单元结构中，与C-N关联的氢和氧原子呈现反向整齐排列。

蛋白质分子中的肽键主要在氨基酸的C-位置形成众多个氨基酸单元并借助肽键将其串联起来，进而构成多肽链。肽键实则是蛋白质结构的核心化学键；而事实上，多肽链正是蛋白质的基本架构。

由于肽键内原子所处的共振状态，致使肽键具备高度稳定性。在肽键中，C-N单键显示出约40%的双键属性，C=O双键亦同样表现出约40%的单键属性。这不仅引发了两个关键结果：①在pH0至14的区间内，肽键的亚氨基(NH)鲜少出现明显的解离或质子化现象；②肽键中的C-N键具备双键特点，无法进行自由旋转，使得构成肽键的原子大体保持在一个稳定的平面上，我们称之为“肽键平面”，对于控制多肽链的空间排布起到举足轻重的作用。

最为简洁明了的肽结构主要由两个氨基酸构成的二肽单元构成，其内部蕴含着一个肽键连接在这两分子之间;而对于那些内部含有的氨基酸残基数量分别为五个、四个和三个等不同类型的肽，亦被赋予了诸如“五肽”“四肽”以及“三肽”等专用名称。在这个过程中，构成肽链的氨基酸已经不是原本完整的分子形式，因此被定义为氨基酸残基。一般来说，我们习惯于将多肽链中的带有所余游离氨基的那一端看作是肽链的氨基末端或者说N端;而其所带有的剩余游离羧基那一端阴魂不散地担任起肽链羧基末端或者C端的角色，对于肽的命名与其氨基酸残基构成密切相关，尤其是常自肽链的N端开始进行排列顺序，就如下面所列举的五肽，可以按序被命名为丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸。

蛋白分子链中的自由氨基、羧基以及其他残基侧链所含有的各种基团往往能够参与其与氨基酸中的相关基团种类相似的化学反应过程。此外，N端氨基酸残基亦可与茚三酮试剂发生特殊性的显色反应。而利用双缩脲反应来确定肽类及蛋白质种类的呈现方式为，通常情况下，含有两个乃至更多肽键的化合物在遇到碱性CuSO4溶液时会产生出紫红色或者是深蓝色的混合物，这一现象被我们简称为“双缩脲反应”。运用该反应方式，可对蛋白质的质量含量进行精确测定。通过应用双缩脲反应、红外光谱分析以及X线衍射技术等多种手段都能够验证蛋白质分子中的确存在着肽键，也就是说，蛋白质分子中的多肽链可以被蛋白酶、碱、酸成功地水解成分子量相对较小的肽片段或者氨基酸，这种方法在研究蛋白质的一级结构时经常会得到应用。

除了通过蛋白质部分水解能产生各类简单的肽以外，自然界中还存在着各式各样长度不一的肽类物质，这些物质拥有各种各样的特殊生理功能。像谷胱甘肽（γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，简称GSH）便是一种普遍存在的三肽，由于它里面含有SH基团，因此往往以GSH之名来表达。该三肽很可能就在人体细胞的氧化还原过程中发挥着至关重要的作用。

除此之外，诸多激素如催产素、加压素、舒缓激肽以及脑啡肽等皆为多肽所构成。事实上，有一类环状多肽是通过打开链状多肽的末端氨基与末端羧基相互结合以形成肽键而产生的产物，例如抗菌素及短小杆菌肽便是典型的环十肽。

图表：肽键行业形成原理

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2 主要功能

近些年来，随着研究和实践的深入，我们欣喜地发现多肽类药物，这个曾经以多肽类激素为主导的传统领域，如今已然拓展至涵盖疾病防治诸多领域的新阶段，其中在以下几大领域的发展速度尤为迅猛。

2.1 肿瘤

恶性肿瘤之生成，深受诸多复杂因素影响，然而归根结底，均需涉及到肿瘤相关基因表达之调控环节。当前，已经成功地鉴定出众多与肿瘤息息相关的基因以及对于肿瘤发挥关键作用之调控因子。因此，针对筛选这些基因以及与其调节因子选择性结合的多肽分子，已然成为了开发新型抗癌药物研究的新兴领域。例如，生长抑素已经被批准用于治疗某些类型的消化系统内分泌肿瘤；而美国医学界的专家近期发现了一种能够在机体内部显著抑制腺癌进展的六肽分子；瑞士的科研人员也发现了另一种具备高潜能诱导肿瘤细胞凋亡能力的八肽无序序列。

此外，针对肽键的研究也是多肽领域的重要组成部分。据了解，病毒需要借助宿主细胞表面的特定受体与周围环境相连接，并以此为基础开展蛋白质处理和核酸复制等生命活动。因此，利用多肽库有望筛选出那些能够与宿主细胞受体紧密结合的多肽品种，或者是那些能够与病毒蛋白酶等关键活性区域结合的多肽分子，以期其能够被应用于抗击各类病毒感染的病症中。值得一提的是，包括加拿大约克大学在内的多个科研机构已经在多肽库中筛选到了大量具有抗病毒潜力的小分子片段，其中一些已经进入了临床试验阶段。

2.2 多肽疫苗

多肽疫苗以及核酸疫苗乃是当前疫苗研发过程中的热门领域之一，全球范围内针对各类病毒衍生出的多肽疫苗投入了大量的研发工作和资源。据科学界近年来的研究进展，利用已明确的细胞因子受体，从庞大的肽库里挑选出与之对应的细胞因子模拟肽的方法成为了诸位学者讨论热烈的课题。国际学术界已经取得了令人瞩目的成就，较早地成功制备出诸如人生长激素、人神经生长因子人促血小板生成素、人类促红细胞生成素、白细胞介素-1等多种生长因子的相似肽，尽管这种模拟肽的氨基酸序列与对应的细胞因子有所差异，却依然拥有完整的细胞因子活性，且具有相对分子量小等显著优势。

昆虫自然地合成大量富含抗菌特性的阳离子多肽的条件是受到外部环境的刺激，通过筛选的方法已经得到了超过百余种结构独特的抗菌肽。经过体内外研究证明，这些抗菌肽具有极为强大的抗菌、杀灭微生物的能力，更令人惊喜的是它们竟然还能够杀伤肿瘤细胞。自古以来，草本植物就被广泛运用于治疗心血管疾病方面，许多常见的草本植物都含有能降低血压、调整血脂、溶解血栓等功效的天然成分，这些成分不但可以作为药品使用，也同样可当作日常健康食品。当前，已经有大量实验证实了许多高效成分其实是小分子肽，因此，从中草药或者其他植物当中提取出新鲜的活性肽，并且进行深入的科学研究与开发工作，已然成为了多肽药物领域内的主要研究重点之一。

自药物化学、医学、免疫学以及分子生物学等相关理论以及技术相继问世以来，科研工作者们对于多肽类物质的生物活性有了更为深入全面的理解，同时这一领域的研究也正逐渐扩展至诸多新颖创新领域。在我国，多肽类药物的研究与开发事业正呈现出蓬勃向上的态势，源源不断的新型药物研发成功，并获得生产许可证，这在过去是难以想象的。我国的多肽类药物创新水平仍然有待提高，相较于发达国家，我们更倾向于借助剂型变更和用药途径改变来产出新的药品，这仍然与国外先进水平存在一定差距。

图表：肽键行业主要功能

资料来源：智研瞻产业研究院整理

肽键行业产业链分析

肽键行业上游环节可能包括蛋白质和多肽的合成和生产，以及相关的研究和开发。这可能涉及到蛋白质、多肽合成试剂的制造商、生物技术公司以及科研机构等。肽键行业下游主要是医药领域、护肤品和化妆品等。

图表：肽键行业产业链结构

资料来源：智研瞻产业研究院整理

肽键行业市场规模

统计数据显示，2018年中国肽键行业市场规模15.5亿元，2023年H1中国肽键行业市场规模16.3亿元。2018-2023年H1中国肽键行业市场规模如下：

图表：2018-2023年H1中国肽键行业市场规模

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