主要内容
蛋白和氨基酸简介
不同种类的蛋白。氨基酸的结构与性质。肽键的形成。
介绍
我们倾向于将蛋白质视为一种不可数名词：一种同质的物质，一种你的饮食其中应该含有一定比例的东西。但是，如果你曾经在一个分子生物学实验室（比如，夏季实习的时候），蛋白质可能会在你眼中截然不同。
为什么呢？你可能会先看到，蛋白质并不只是一种物质。相反的，在一个生物，甚至一个细胞中，都有很多很多不同的蛋白质。它们有你能想象到的所有形状、大小和种类，而且每一种都有其独特并确切的工作。一些是结构的部件，为细胞赋予形状或帮助其移动。另一些是信号，在细胞之间飘荡，就像漂流瓶一样。还有一些是代谢酶，合成或者分解细胞所需的生物分子。而且，这些独一无二的分子角色有可能会在你的研究中成为 你的 ！
蛋白质是生物的有机分子中最丰富的之一，而且在结构和功能上比其他的大分子远远要更加分化。一个单个的细胞可以包含几千个蛋白质，每一个都有一个独特的功能。虽然他们的结构，和它们的功能一样，有很多变化，但是所有蛋白质都是由一个或者更多氨基酸链组成的。在下文中，我们会对蛋白质的基础、结构和其扮演的角色进行进一步观察。
蛋白质的类型和功能
蛋白质可以在细胞或者生物中发挥广泛的作用。在这里，我们会提到一些你可能很熟悉的普通蛋白质类型，而这些蛋白质对很多生物（包括我们）的机制很重要。
酶
酶 作为生物化学反应的催化剂，这意味着它们会使反应加速。每一个酶均可以识别一个或更多的基质，即其加速的反应中的原材料。不同的酶会参与不同种类的反应，并分解、链接或重新排列其基质。
一种在你的身体中发现的酶叫唾液淀粉酶，它会分解直链淀粉，将其降解为小分子糖类。直链淀粉不甜，但小分子糖类甜。这就是为什么含淀粉较多的食物在你咀嚼它们更久的时候会变甜：你在给唾液淀粉酶提供时间来工作。
荷尔蒙
荷尔蒙 是由内分泌细胞（就像你的垂体里面的细胞）释放的长距离的化学信号。他们控制特定的生理过程，就像成长，发育，代谢，和繁殖。一些荷尔蒙是基于类固醇的 (见脂类文章 脂类)，其他的是蛋白质。这些蛋白质组成的荷尔蒙叫做肽类激素。
例如，胰岛素是一种重要的肽类激素，有助于控制血糖水平。当血糖水平增加时，（例如，吃饭后），在胰腺的特化的细胞释放胰岛素。胰岛素与在肝和身体其他部位中的细胞结合，导致它们摄入葡萄糖。这个过程帮助将血糖水平降低至其正常的静止水平。
下表列出了一些其他种类的蛋白质和其功能：
蛋白质种类和功能
| 角色 | 例子 | 功能 |
|---|---|---|
| 消化酶 | 淀粉酶, 脂肪酶, 胃蛋白酶 | 将食物中的养分分解成可以被逐渐吸收的小块 |
| 运输 | 血红蛋白 | 在血管和淋巴管中运输物质到全身 |
| 结构 | 肌动蛋白, 微管蛋白, 角质 | 建造如细胞骨骼的结构 |
| 荷尔蒙信号 | 胰岛素, 胰高血糖素 | 调节各个身体系统的活动 |
| 防御 | 抗体 | 保护身体免受外来病原体侵犯 |
| 收缩 | 肌球蛋白 | 进行肌肉收缩 |
| 储藏 | 豆类储藏蛋白，蛋白（白蛋白） | 为胚胎或幼苗的早期发育提供食物 |
蛋白质有不同的形状和大小。一些是球状的（大致是球状的），而其他的则会形成长且细的纤维。例如，在血液中携带氧气的血红蛋白是球形蛋白，而在皮肤上的胶原蛋白是纤维状蛋白。
一个蛋白质的形状对其功能至关重要，然后，正如我们将在下文中见到的一样，许多不同种类的化学键可能对保持如此形状十分重要。温度和PH变化，和一些化学物质的出现，可能破坏一个蛋白质的形状，并使其失去其功能。这个过程叫做变性 。
氨基酸
氨基酸 是组成蛋白质的单体。更具体的说，一个蛋白质是由一个或更多氨基酸链组成的，每一个链叫做多肽 。（我们会在此页的下面看到这个名字的来历。）在蛋白质中经常能找到有
氨基酸都有一个基本结构，此结构由一个中央的碳原子，又称α碳，与一个氨基（
虽然上面的普遍化的氨基酸为了简便显示的是氨基和羧基都不带电，这其实不是氨基酸典型的状态，在生理pH（
每一个氨基酸还有另一个原子或者原子组与中心原子相连，叫做R基，其确定了氨基酸的特性。例如，要是R基是一个氢原子，氨基酸就是甘氨酸，而要是它是甲基（
侧链决定了氨基酸的化学性质（即其是酸性，碱性，极性，或非极性的）。例如，像缬氨酸和亮氨酸的氨基酸是非极性，疏水的，而像丝氨酸和谷氨酰胺这类的氨基酸有亲水的一侧，是极性的。一些氨基酸，像赖氨酸和精氨酸，有在生理pH上带正电的侧链，被称为基本氨基酸。（组氨酸一些时候也被放在这个组中，虽然其在生理pH上大部分都是去质子化的。）天冬氨酸和谷氨酸，相反的，在生理pH是带负电的，是酸性的。
一些别的氨基酸有具有特殊性质的R基，会有助于我们研究蛋白质结构。
- 脯氨酸有一个连接到其本身的氨基的R基，形成了环状。它是氨基酸基本结构的一个例外，因为它不再有标准的 NH
- 半胱氨酸包括一个硫醇（-SH），可以与其他的半胱氨酸组成共价键。我们将在这篇文章中了解为什么这一点对蛋白质结构很重要： 蛋白质结构的顺序
最后，还有一些别的非典型氨基酸，只在蛋白质在特定条件下才能找到。
肽键
你细胞中的每一个蛋白质都由一个或更多的多肽链组成。每一个多肽链都由氨基酸以一个特殊顺序和其他的氨基酸链接而形成。一个多肽很像一个以氨基酸字母拼出来的长单词
多肽上的氨基酸与其邻居是由一种叫肽键 的共价键链接的。每一个键都在脱水合成（凝聚）反应中形成。在蛋白质合成中，在逐渐变长的多肽链尾部的氨基酸的羧基与下一个氨基酸的氨基反应，释放一个水分子。余下的氨基酸之间的链就被叫做肽链。
因为氨基酸的结构，多肽链有方向 ，意为其有两个化学上不同的终点。在一端，多肽有一个自由的氨基，此端名为氨基末端 （又称N末端）。在另一端，有一个自由的羧基，所以此端名为羧基末端 （又称C末端）。在上图的很短的氨基酸内，左边是N末端，右边是C末端。
我们是怎么从多肽的氨基酸序列转变到一个成熟，可用的蛋白质的三维结构的？要了解氨基酸是如何交互来导致一个蛋白质折叠成其成熟形状的，我高度推荐这个关于蛋白质的规律的视频。