Liên kết peptide được hình thành từ sự kết hợp giữa nhóm carboxy của amino acid thứ nhất với nhóm amino của amino acid thứ hai và loại đi một phân tử nước.
Sự hình thành liên kết peptidee dưới điều kiện ôn hòa chỉ có thể xảy ra khi nhóm carboxy của amino acid được hoạt hóa; đồng thời, amino acid còn lại tấn công vào nhóm carboxy này (theo cơ chế ái nhân) và từ đó hình thành dipeptide.
Khác với nhiều loại hợp chất hữu cơ khác, các phản ứng tổng hợp (điều chế) peptidee rất phức tạp. Không thể tổng hợp được peptidee mong muốn nhờ phản ứng trùng ngưng các phân tử aminoacid khác nhau vì sẽ tạo ra hỗn hợp các peptide. Ví dụ trường hợp đơn giản nhất là ngưng tụ 2 phân tử amino acid sẽ tạo ra tới 4 dipeptide:
Gly + Ala H O2 Gly-Gly Gly + Ala H O2 Ala-Ala Gly + Ala H O2 Gly-Ala Gly + Ala H O2 Ala-Gly
Do vậy để tổng hợp một peptide có trật tự xác định các đơn vị amino acid trong phân tử thì cần phải “bảo vệ” nhóm amino hay nhóm carboxyl nào đó khi không cần chúng tham gia phản ứng tạo ra liên kết peptide.
Do đó, quá trình tổng hợp peptide thì cần phải trải qua 3 bước:
Bước 1: Bảo vệ nhóm amino hay carboxyl nào đó mà chúng không cần tham gia phản ứng tạo liên kết peptide.
Bước 2: Hình thành liên kết peptide. Gồm 2 bước nhỏ:
Amino acid mà có nhóm amino được bảo vệ phải được hoạt hóa nhóm carboxyl để có thể chuyển thành dạng trung gian có hoạt tính cao.
(Hai bước nhỏ này có thể diễn ra liên tục hay tách rời thành 2 bước)
Bước 3: Tách rời các nhóm bảo vệ (một phần hoặc toàn bộ). Mặc dù cần phải tách các nhóm này sau khi toàn bộ chuỗi peptidee được hình thành, nhưng người ta thường tách chọn lọc trong quá trình tổng hợp để có thể tiếp tục quá trình trùng ngưng.
Nhóm bảo vệ cần phải thỏa mãn một số tiêu chuẩn sau: Dễ gắn vào phân tử amino acid
Bảo vệ được nhóm chức trong điều kiện hình thành các liên kết peptide
Trong quá trình thực hiện không xảy ra hiện tượng racemic hóa Dễ loại ra mà không ảnh hưởng đến sự tồn tại của các liên kết
peptide và các nhóm bảo vệ bán vĩnh viễn