蛋白质是通过肽键连接在一起的 氨基酸聚合物。大多数蛋白质折叠成特定的三维结构 来执行它们的功能。蛋白质结构分为四类:一级、二级、三级和四级。蛋白质中氨基酸的线性序列 是它的一级结构。这些序列按照聚合物合成顺序读取,从氮端,也就是游离氨基端,到碳端,也就是游离羧基端。通过一个氨基酸羰基上的氧 和另一个氨基酸氨基上的氢 之间的氢键 形成了二级结构。常见的二级结构包括α-螺旋和β-折叠 片。这些结构和其他连接结构,例如β-转角,进一步相互作用形成蛋白质的三维结构,称为三级结构。三级结构的形成是 由于氨基酸的 R 基团之间的 相互作用。具有相反电荷的 R-基团可以形成离子键,两个半胱氨酸中的硫可以形成 共价二硫键。其他促进因素包括 疏水侧链之间的疏水相互作用和 极性侧链之间的氢键。另外,一些蛋白质形成四级结构,即两条或多条多肽链的集合体。例如,血红蛋白是由四个亚基组成的蛋白质,两个α和两个β。科学家可以利用蛋白质的结构 来预测它在细胞中的功能和位置。细胞质中的蛋白质表面有亲水氨基酸,与细胞质中的水相互作用,并具有疏水核心。相反,细胞膜中的蛋白质表面 通常有疏水氨基酸,与膜中的甘油磷脂相互作用,并具有亲水核心。