Wiązania peptydowe to rodzaj wiązań kowalencyjnych, które można znaleźć tylko w cząsteczkach białka. Wiązania te łączą ze sobą aminokwasy, tworząc łańcuchy peptydowe, które następnie łączą się, tworząc białka. Wiązania kowalencyjne tworzą się, gdy jeden atom w cząsteczce dzieli jeden, dwa lub trzy elektrony z atomem z innej cząsteczki. Tego typu wiązania są silne i mogą być trudne do zerwania.
Wszystkie białka zbudowane są z łańcuchów aminokwasów, które łączą się ze sobą w bardzo specyficzny sposób. Większość aminokwasów ma jedną grupę karboksylową (-COOH) po jednej stronie i grupę aminową (-NH2) po drugiej. Sąsiadujące aminokwasy mogą tworzyć wiązanie peptydowe, gdy grupa karboksylowa jednego kwasu łączy się z grupą aminową drugiego.
Kiedy między aminokwasami tworzą się wiązania peptydowe, traci się cząsteczkę wody. Ten typ reakcji nazywa się reakcją kondensacji. Cząsteczka wody (H2O) powstaje w wyniku utraty hydroksylu (-OH) z grupy karboksylowej i atomu wodoru (H) z grupy aminowej. Fakt, że wszystkie aminokwasy łączą się w ten sposób, jest jednym z czynników determinujących kształt powstającego białka.
Pomiędzy każdą parą aminokwasów występują pojedyncze wiązania peptydowe. Białka są również nazywane polipeptydami, ponieważ często składają się z dziesiątek, a nawet setek aminokwasów, które zostały połączone w łańcuchy peptydowe. Oznacza to, że białka zawierają wiele wiązań peptydowych.
Aby zerwać wiązanie peptydowe, musi nastąpić reakcja hydrolizy — przeciwieństwo reakcji kondensacji. Reakcje hydrolizy zachodzą podczas dzielenia białek na łańcuchy peptydowe lub peptydów na pojedyncze aminokwasy. W hydrolizie cząsteczka wody jest dodawana do wiązania peptydowego, powodując rozszczepienie wody. Grupa hydroksylowa (-OH) przyłącza się do grupy karboksylowej jednego aminokwasu, a atom wodoru (H) przyłącza się do grupy aminowej drugiego.
Wiązania peptydowe są niezwykle stabilne, co oznacza, że trudno je zerwać. Ma to szczególne znaczenie w przypadku białek, ponieważ odgrywają one istotną rolę w większości form życia. Na przykład białka zwane enzymami kontrolują prawie wszystkie reakcje chemiczne zachodzące w żywych organizmach. Również kształt białka ma kluczowe znaczenie dla tego, jak dobrze to białko funkcjonuje. Kolejność aminokwasów tworzących białko, a także siła wiązań peptydowych są czynnikami określającymi i utrzymującymi kształt każdego konkretnego rodzaju białka.