蛋白质是细胞运作的关键。它们催化反应、运输分子、提供结构支撑、传递信号并抵御感染。蛋白质是由氨基酸连接而成的大分子。氨基酸的排列顺序决定了蛋白质链的折叠方式，而折叠后的形状则决定了蛋白质的功能。人类基因组中大约有2万个蛋白质编码基因，但由于可变剪接和翻译后修饰，实际产生的蛋白质数量远不止于此。
蛋白质具有四个层次的结构。一级结构是氨基酸序列。二级结构是局部折叠成α螺旋和β折叠的结构。三级结构是单个多肽的整体三维形状。四级结构是多个多肽排列成复合物的结构。氢键、二硫键、疏水相互作用和离子键共同维持着这种形状的稳定性。
蛋白质是蛋白质组学的研究对象，蛋白质组学是对蛋白质表达、修饰和相互作用进行大规模分析的学科。蛋白质被工业化生产用于治疗用途，例如胰岛素和单克隆抗体。人们通过基因工程改造蛋白质，以提高其稳定性和活性。药物的作用靶点是蛋白质，它们可以阻断或增强蛋白质的功能。
蛋白质错误折叠会导致阿尔茨海默病、帕金森病和囊性纤维化等疾病。了解蛋白质如何折叠和发挥功能是生物学面临的重大挑战之一。
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