พันธะเพปไทด์ (Peptide bond) คือ พันธะโคเวเลนต์ที่เกิดขึ้นระหว่าง C อะตอมในหมู่คาร์บอกซิล
() ของกรดอะมิโนโมเลกุลหนึ่งยึดกับ N อะตอม ในหมู่อะมิโน (-NH2) ของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหนึ่ง ดังภาพสมการ
บริเวณที่เป็นพันธะเพปไทด์จะหมุนไม่ได้ ส่วนที่หมุนได้ คือ พันธะระหว่าง C - N หมุนด้วยมุม Ø และพันธะระหว่าง C - C หมุนด้วยมุม Ÿ ดังภาพ
บริเวณที่เป็นพันธะเพปไทด์ อะตอมของธาตุจะทำมุมกัน ดังภาพ
สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกว่า ไดเพปไทด์
สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกว่า ไตรเพปไทด์
สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนตั้งแต่ 100 โมเลกุลขึ้นไป เราเรียกพอลิเพปไทด์นี้ว่า โปรตีน
โปรตีนเป็นพอลิเพบไทด์ ซึ่งมีมวลโมเลกุลมากกว่า 5,000
สารสังเคราะห์บางชนิดก็เกิดพันธะเพปไทด์เหมือนกัน
พวกเพปไทด์ที่เป็นโมเลกุลเปิดไม่ดูดเป็นวงจะหาจำนวนพันธะเพปไทด์ได้ดังนี้
ถ้ากรดอะมิโน n ชนิด ชนิดละ 1 โมเลกุล มาทำปฏิกิริยาเกิดเป็นพอลิเพปไทด์แบบต่างๆ โดยที่พอลิเพปไทด์แต่ละแบบต่างประกอบด้วยกรดอะมิโนแต่ละชนิดเท่าๆ กัน จะพบว่า
โปรตีนแบ่งตามลักษณะโครงสร้างออกเป็น 2 แบบ คือ
1. โปรตีนเส้นใย (Fibrous Proteins) มีลักษณะเป็นเส้นใยที่เกิดเป็นพอลิเพปไทด์สายยาวๆ เป็นโครงรูปที่มีลักษณะเฉพาะตัวและคงที่ ได้แก่ เกลียวแอลฟา (â-Helix) และแผ่นพลีตบีตา (ß -pleated sheet) โดยอาศัยแรงยึดระหว่างสาย เช่น ไฟโบรอินในเส้นไหม อีลาสตินในเอ็น คอลลาเจนในเนื้อเยื่อยึดต่อ เคอราตินในผม ขน คลีบ กีบ และเล็บ ไมโอซินในกล้ามเนื้อ เป็นต้น
2. โปรตีนก้อนกลม (Globular Proteine) มีลักษณะกลมมนหรือวงรี เพราะสายพอลิเพปไทด์ขดมวนกันอย่างหนาแน่น เช่น อินซูลิน แอลบูมิน โกบูลินในพลาสมา ฮีโมโกบิล และเอนไซม์ชนิดต่างๆ เป็นต้น