delocalizarea semnificativă a perechii singulare de electroni de pe atomul de azot conferă grupului un caracter parțial de dublă legătură. Legătura dublă parțială face grupul amidic planar, care apare fie în cis, fie în izomerii trans. În starea desfășurată a proteinelor, grupările peptidice sunt libere să izomerizeze și să adopte ambii izomeri; cu toate acestea, în starea pliată, se adoptă doar un singur izomer în fiecare poziție (cu rare excepții). Forma trans este preferată copleșitor în majoritatea legăturilor peptidice (raport aproximativ 1000:1 în populațiile trans:cis). Cu toate acestea, grupurile de peptide X-Pro tind să aibă un raport de aproximativ 30:1, probabil pentru că simetria dintre c {\displaystyle \mathrm {c^{\alpha }} }

și C {\displaystyle \mathrm {c^{\delta}}

atomii prolinei fac izomerii cis și trans aproape egali în energie (vezi figura de mai jos).

Izomerizarea unei legături peptidice X-Pro. Izomerii Cis și trans sunt la extrema stângă și, respectiv, la extrema dreaptă, separați de stările de tranziție.

unghiul diedric asociat grupării peptidice (definit de cei patru atomi C − C − C ‘ − N-C- {\displaystyle c^{\alpha}-C^{\prime}- n-c^{\alpha }}

) este notat cu {\displaystyle \Omega }

; pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru izomerul cis (Conformație sinperiplanară) și pentru > \ omega = 180^{{\circ}} pentru izomerul trans (Conformație antiperiplanară). Grupările amidice pot izomeriza legătura C ‘ -N dintre formele cis și trans, deși lent ({\displaystyle \tau \sim }

20 de secunde la temperatura camerei). Trecerea membre ω = ± 90 ∘ {\displaystyle \omega =\pm 90^{\circ }}

necesită parțial de legătură dublă fi rupt, astfel că energia de activare este de aproximativ 80 kj/mol (20 kcal/mol). Cu toate acestea, energia de activare poate fi redusă (și izomerizarea catalizată) prin modificări care favorizează forma cu o singură legătură, cum ar fi plasarea grupării peptidice într-un mediu hidrofob sau donarea unei legături de hidrogen la atomul de azot al unui grup peptidic X-Pro. Ambele mecanisme de scădere a energiei de activare au fost observate în izomerazele peptidil prolil (Ppiaze), care sunt enzime naturale care catalizează izomerizarea cis-trans a legăturilor peptidice X-Pro.

plierea conformațională a proteinelor este de obicei mult mai rapidă (de obicei 10-100 ms) decât izomerizarea cis-trans (10-100 s). Un izomer nonnativ al unor grupuri peptidice poate perturba plierea conformațională semnificativ, fie încetinind-o, fie împiedicând-o să apară chiar până la atingerea izomerului nativ. Cu toate acestea, nu toate grupurile de peptide au același efect asupra plierii; izomerii nonnativi ai altor grupuri peptidice pot să nu afecteze deloc plierea.