蛋白質

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蛋白質是一種複雜的有機化合物,舊稱「朊」。蛋白質是由氨基酸分子呈線性排列所形成,相鄰氨基酸殘基的羧基和氨基通過肽鍵連接在一起。蛋白質的氨基酸序列是由對應基因所編碼。除了遺傳密碼所編碼的20種「標準」氨基酸,在蛋白質中,某些氨基酸殘基還可以被翻譯後修飾而發生化學結構的變化,從而對蛋白質進行啟動或調控。多個蛋白質可以一起,往往是通過結合在一起形成穩定的蛋白質複合物,發揮某一特定功能。

與其他生物大分子(如多糖和核酸)一樣,蛋白質是地球上生物體中的必要組成成分,參與了細胞生命活動的每一個進程。酶是最常見的一類蛋白質,它們催化生物化學反應,尤其對於生物體的代謝至關重要。除了酶之外,還有許多結構性或機械性蛋白質,如肌肉中的肌動蛋白和肌球蛋白,以及細胞骨架中的微管蛋白(參與形成細胞內的支撐網路以維持細胞外形)。另外一些蛋白質則參與細胞信號傳導、免疫反應、細胞黏附和細胞週期調控等。同時,蛋白質也是人們日常飲食中必需的營養物質,這是因為動物自身無法合成所有必需氨基酸;通過消化所攝入的蛋白質食物(將蛋白質降解為氨基酸),人體就可以將吸收的氨基酸用於自身的蛋白質合成。

蛋白質這一概念最早是由瑞典化學家永斯•貝采利烏斯於1838年提出,但當時人們對於蛋白質在機體中的核心作用並不瞭解。1926年,詹姆斯•B•薩姆納揭示尿素酶是蛋白質,首次證明了酶是蛋白質。第一個被測序的蛋白質是胰島素,由弗雷德里克•桑格完成,他也因此獲得1958年度的諾貝爾化學獎。首先被解析的蛋白質結構包括血紅蛋白和肌紅蛋白的結構,所用方法為X射線晶體學;該工作由馬克斯•佩魯茨和約翰•肯德魯於1958年分別完成,他們也因此獲得1962年度的諾貝爾化學獎。