Peptiidsidemed on kovalentsete sidemete tüüp, mida leidub ainult valgumolekulides. Need sidemed ühendavad aminohappeid, moodustades peptiidahelaid, mis seejärel ühendatakse valkude moodustamiseks. Kovalentsed sidemed tekivad siis, kui molekulis on üks aatom, mis jagab ühte, kahte või kolme elektroni teisest molekulist pärit aatomiga. Seda tüüpi sidemed on tugevad ja neid võib olla raske murda.
Kõik valgud on valmistatud aminohapete ahelatest, mis seovad omavahel väga spetsiifilisel viisil. Enamikul aminohapetel on ühel küljel üks karboksüülrühm (-COOH) ja teisel pool aminorühm (-NH2). Külgnevad aminohapped võivad moodustada peptiidsideme, kui ühe happe karboksüülrühm liitub teise aminorühmaga.
Kui aminohapete vahel tekivad peptiidsidemed, kaob veemolekul. Seda tüüpi reaktsiooni nimetatakse kondensatsioonireaktsiooniks. Veemolekul (H2O) tekib hüdroksüülrühma (-OH) kadumisel karboksüülrühmast ja vesinikuaatomi (H) aminorühmast. Asjaolu, et kõik aminohapped sel viisil omavahel seostuvad, on üks teguritest, mis määrab valmistatava valgu kuju.
Iga aminohappe paarituse vahel tekivad üksikud peptiidsidemed. Valke nimetatakse ka polüpeptiidideks, kuna need koosnevad sageli kümnetest ja isegi sadadest aminohapetest, mis on omavahel ühendatud peptiidahelateks. See tähendab, et valgud sisaldavad palju peptiidsidemeid.
Peptiidsideme katkestamiseks peab toimuma hüdrolüüsireaktsioon, mis on vastupidine kondensatsioonireaktsioonile. Hüdrolüüsireaktsioonid toimuvad valkude jagamisel peptiidahelateks või peptiidide jagamisel üksikuteks aminohapeteks. Hüdrolüüsil lisatakse peptiidsidemele veemolekul, mis põhjustab vee lõhenemist. Hüdroksüülrühm (-OH) kinnitub ühe aminohappe karboksüülrühmaga ja vesinikuaatom (H) teise aminohappe aminorühmaga.
Peptiidsidemed on äärmiselt stabiilsed, mis tähendab, et neid on raske murda. See on eriti oluline valkude jaoks, kuna neil on enamikus eluvormides oluline roll. Näiteks valgud, mida nimetatakse ensüümideks, kontrollivad peaaegu kõiki elusolendite keemilisi reaktsioone. Samuti on valgu kuju selle valgu toimimise seisukohalt ülioluline. Valku moodustavate aminohapete järjekord ja peptiidsidemete tugevus on tegurid iga konkreetse valgutüübi määramisel ja säilitamisel.