ペプチド結合
アミド基は、シス型とトランス型の間でC'-N結合を中心に、ゆっくりではあるが異性化することができる(室温で τ ∼ {\displaystyle \tau \sim } 20秒)。遷移状態 ω = ± 90 ∘ {\displaystyle \omega =\pm 90^{\circ }} では、部分二重結合を切断する必要があるため、その活性化エネルギーは約80 kJ/mol(20kcal/mol)となる。ただし、ペプチド基を疎水性環境に配置したり、X-Proペプチド基の窒素原子に水素結合を供与するなど、単結合型に有利な変化を与えることで、活性化エネルギーを下げる(異性化を触媒する)ことができる。活性化エネルギーを低下させるこれらの2つのメカニズムはどちらも、X-Proペプチド結合のシス-トランス異性化を触媒する天然の酵素であるペプチジルプロリルイソメラーゼ(PPIases)にも見られる。
立体配座のタンパク質フォールドは、通常、シス-トランスの異性化(10-100秒)よりもはるかに速い(通常10-100ミリ秒)。いくつかのペプチド基の非天然異性体は、立体配座フォールディングを大きく混乱させ、天然異性体に到達するまでフォールディングを遅らせたり妨げたりする。しかし、すべてのペプチド基が同じようにフォールディングに影響を与えるわけではなく、他のペプチド基の非天然異性体はフォールディングに全く影響を与えないこともある。