結構生物化學/酶催化機制/蛋白質功能

蛋白質是生物體中重要的生物大分子，因為它們在結構上具有重要意義。因此，它們可以在各種生物過程中發揮至關重要的作用。蛋白質結構可以在幾個不同的層次上進行描述。蛋白質的一級結構是指多肽鏈中氨基酸的順序。不同的氨基酸含有不同的官能團。蛋白質的二級結構涉及多肽鏈摺疊成規則重複的結構，例如α-螺旋和β-摺疊。蛋白質的三級結構給出了單個亞基多肽鏈的整體結構排列。蛋白質的四級結構是指幾個亞基多肽鏈的排列和相互作用以形成蛋白質分子。蛋白質的結構多樣性和複雜性使其能夠執行多種功能。蛋白質是由許多氨基酸透過相鄰氨基酸的羧基和氨基之間的肽鍵連線而成的。這使得蛋白質形成長鏈。已知一些蛋白質單獨起作用；然而，許多蛋白質協同作用形成複合物（例如：核糖體、脂類、核酸等）。這創造了細胞的機能，以及整個生物體的機能。蛋白質的主要功能取決於構成蛋白質的氨基酸以及它的摺疊方式。

下面列出了一些這些功能：\

抗體

抗體是參與免疫反應的蛋白質，它們透過防禦身體免受抗原（外來入侵者）的攻擊。抗體透過血流傳播，並被免疫系統用來識別和防禦細菌、病毒和其他外來入侵者。某些抗體透過使抗原固定來破壞抗原，以便白細胞可以破壞抗原。抗體由 2 條重鏈和 2 條輕鏈組成。兩條鏈透過二硫鍵連線。存在一個可變區和一個恆定區。可變區是抗原結合的區域。由於它的可變性，不同的抗原可以結合到這些區域。

收縮蛋白是參與運動的蛋白質。它們包括肌球蛋白和肌動蛋白，它們參與肌肉收縮和運動。肌動蛋白絲是網路的主要組成部分。其他收縮蛋白與這些絲相互作用以創造結構剛性和運動。收縮蛋白的結構和功能是橫紋肌，並且有很好的特徵；因此，它們為非肌細胞提供了一個很好的例子。此外，各種細胞中收縮蛋白的相互作用可能是獨特的。研究肌肉以外的細胞中的收縮蛋白具有明顯的困難。例如，這些蛋白質的濃度低於肌肉，而且只有少數細胞型別可以獲得用於研究，其數量與肌肉相當。此外，蛋白水解和其他不利因素在非肌細胞中可能更嚴重。另一個例子可能是收縮蛋白的組織在非肌細胞中難以定義。然而，收縮蛋白的普遍存在及其相互作用的重要性預示著其在生理學和醫學方面越來越重要。

結構蛋白通常是纖維狀和細長的蛋白質。它們是自然界中最豐富的蛋白質類。它們的主要功能是提供機械支撐。結構蛋白的例子包括角蛋白、膠原蛋白和彈性蛋白。角蛋白存在於毛髮、羽毛、角、蹄和喙中。膠原蛋白和彈性蛋白存在於結締組織中，例如肌腱和韌帶。膠原蛋白被認為是最豐富的哺乳動物蛋白。結構蛋白如膠原蛋白、纖連蛋白和層粘連蛋白在細胞培養應用中用作附著因子。Sigma 提供最全面的結構蛋白集合，用於細胞外基質和細胞骨架研究，以及用於細胞培養和材料科學應用的工具。

酶是調節生化過程的蛋白質。它們通常被稱為催化劑，因為它們的功能是降低反應的活化能，從而提高反應速率。從本質上講，酶能夠做到這一點，因為它們可以穩定過渡態。乳糖酶和胃蛋白酶是酶的例子。乳糖酶參與乳糖的分解，乳糖存在於牛奶中。另一方面，胃蛋白酶有助於分解食物中的蛋白質。酶是生物催化劑或輔助劑。酶由各種型別的蛋白質組成，它們可以驅動特定作用或營養素所需的化學反應。在酶的幫助下發生轉化的化學物質稱為底物。在沒有酶的情況下，這些化學物質被稱為反應物。

激素蛋白是作為訊號蛋白的蛋白質，它們有助於調節體內的生物活動。胰島素、催產素和生長激素是激素蛋白的例子。胰島素透過控制血糖濃度參與調節葡萄糖代謝。催產素負責在女性分娩期間刺激子宮收縮。最後，生長激素刺激肌肉細胞中的蛋白質合成。

生長激素

儲存蛋白是作為氨基酸或特定配體（如生物學上重要的金屬離子）儲存的蛋白質。它們包括卵白蛋白和酪蛋白。前者存在於蛋清中，而後者存在於牛奶中。另一個例子是肌紅蛋白，它起著組織中氧氣的儲存作用。

轉運蛋白是負責將分子從一個地方移動到另一個地方的蛋白質。例如，蛋白質血紅蛋白負責血液中氧氣的運輸。另一個例子是細胞色素，它們充當電子傳遞鏈中的電子載體蛋白。

膜蛋白是存在於生物膜中的蛋白質。它們可以是外周的或整合的。它們可以充當生物標誌物或離子和小分子的調節通道。