1.2.1　一級結構

細胞用于蛋白質物質構建的標準L-α-氨基酸有20種。氨基酸，顧名思義，包含一個堿性氨基和一個酸性羧基。這種雙功能性允許單個氨基酸通過形成肽鍵(一個氨基酸的—NH2和另一個氨基酸的—COOH之間的酰氨鍵)從而連接成長鏈。少于50個氨基酸的序列通常被稱為肽，而術語“蛋白質”和“多肽”則用于表示較長的序列。蛋白質則可以由一個或多個多肽分子組成。帶有游離羧基的多肽或蛋白質序列的末端稱為羧基端或C端，氨基末端和N末端這兩個術語則用來描述有一個游離α-氨基的多肽或蛋白質序列末端。

氨基酸結構上的區別在于其側鏈上不同的取代基。這些側鏈賦予了肽或蛋白質不同的化學、物理和結構性質。蛋白質中常見的20種標準氨基酸的結構如圖1.3所示。每種氨基酸都有一個字母和三個字母的縮寫，這些縮略語通常用來簡化肽或蛋白質的書寫順序。

圖1.3　氨基酸結構與簡寫

根據側鏈取代基的性質不同，氨基酸可分為酸性、堿性或中性。雖然合成人體內的各種蛋白質需要20種氨基酸，但我們自身只能合成其中的10種，剩下的10種被稱為必需氨基酸，需從飲食中獲得。

蛋白質的氨基酸序列編碼在DNA中。蛋白質是通過一系列被稱為轉錄(利用DNA鏈形成互補的信使RNA鏈——mRNA)和翻譯(以mRNA序列為模板，指導組成蛋白質的氨基酸鏈的合成)的步驟得到的。通常，翻譯后修飾，如糖基化或磷酸化，對于蛋白質生物功能也是必需的。雖然氨基酸序列構成了蛋白質的一級結構，但蛋白質的化學/生物學性質在很大程度上取決于蛋白質的三維或三級結構。