蛋白质是一类由氨基酸组成的生物大分子，是生命的物质基础之一。

一、结构组成

氨基酸是构成蛋白质的基本单位。人体中常见的氨基酸有 20 种，这些氨基酸通过肽键连接形成肽链。肽链可以是线性的，也可以通过折叠、盘绕等方式形成复杂的三维结构。

根据氨基酸的数量，肽链可以分为二肽（由 2 个氨基酸组成）、三肽（由 3 个氨基酸组成）等，当肽链中的氨基酸数量较多时，就被称为多肽。当多肽链经过复杂的折叠、卷曲等过程，形成具有特定空间结构和生物学功能的大分子时，就称为蛋白质。

二、蛋白质的结构层次

一级结构：这是蛋白质最基本的结构，是指多肽链中氨基酸的排列顺序。不同的氨基酸排列顺序决定了蛋白质的不同性质和功能。例如，胰岛素的一级结构中特定的氨基酸序列使其能够调节血糖水平。

二级结构：是指多肽链主链原子的局部空间排布，主要包括 α - 螺旋和 β - 折叠两种形式。α - 螺旋就像一个螺旋状的弹簧，它的结构稳定，靠氢键维持。β - 折叠则是由多条肽链或一条肽链的不同部分平行排列形成的片层结构，相邻肽链之间也通过氢键相连。

三级结构：是指整条多肽链在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的三维结构。这个结构主要是由氨基酸侧链之间的相互作用形成的，包括氢键、离子键、疏水作用和范德华力等。许多具有生物活性的蛋白质都具有独特的三级结构，例如血红蛋白，它的三级结构使其能够在血液中有效地运输氧气。

四级结构：是指由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互结合而形成的复杂结构。例如，免疫球蛋白（抗体）就是由四条多肽链组成的具有四级结构的蛋白质，这种结构使它能够特异性地识别和结合抗原，在免疫反应中发挥关键作用。

三、蛋白质的功能

催化功能：许多蛋白质具有酶的功能，能够催化生物体内的化学反应。例如，淀粉酶可以催化淀粉的水解，使淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖；蛋白酶可以催化蛋白质的水解，将蛋白质分解为氨基酸。酶的高效催化作用对于维持生物体的新陈代谢至关重要。

结构支持功能：蛋白质是生物体组织结构的重要组成部分。在动物体内，胶原蛋白是一种重要的结构蛋白，它存在于皮肤、骨骼、肌腱等组织中，为这些组织提供强度和弹性。在植物中，细胞壁中的结构蛋白也对植物细胞的形态和结构起支持作用。

运输功能：一些蛋白质能够运输物质。例如，血红蛋白可以在血液中运输氧气，将氧气从肺部输送到身体的各个组织；血清白蛋白可以运输脂肪酸、胆红素等多种物质，维持这些物质在血液中的正常浓度。

调节功能：蛋白质在生物体内的调节过程中发挥关键作用。例如，激素是一类蛋白质或肽类物质，胰岛素是一种调节血糖的蛋白质激素，它能够促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，从而降低血糖水平；生长激素可以促进生物体的生长和发育。另外，还有许多蛋白质参与基因表达的调控，如转录因子，它们能够与 DNA 结合，影响基因的转录过程。

免疫功能：抗体是一种具有免疫功能的蛋白质。当外来病原体入侵人体时，抗体能够识别病原体表面的抗原，并与之结合，从而启动免疫反应，清除病原体。例如，在病毒感染人体时，人体免疫系统会产生特异性的抗病毒抗体，这些抗体可以中和病毒的活性，阻止病毒的进一步传播。

运动功能：某些蛋白质参与生物体的运动。例如，肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩的关键蛋白质。在肌肉收缩过程中，肌球蛋白头部与肌动蛋白结合，通过水解 ATP 释放能量，使肌球蛋白头部发生摆动，从而拉动肌动蛋白丝，导致肌肉收缩。