小结

蛋白质的结构单位是氨基酸，用于直接合成人体组织蛋白质的氨基酸只有20种，这20种氨基酸称为标准氨基酸。除甘氨酸外，标准氨基酸都是L-α-氨基酸，它们有1个氨基和1个羧基结合在α-碳原子上，区别在于其R基的结构。

蛋白质功能的多样性取决于其分子结构的复杂性。蛋白质的分子结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，及肽键和二硫键所在的位置。一级结构是蛋白质分子结构的基础，包含了决定蛋白质分子所有空间结构的全部信息。胰岛素是第一种被阐明一级结构的蛋白质。

在蛋白质多肽链上，以肽键为核心的肽单位是一个刚性平面结构，是多肽链盘曲折叠的基本单位。通过肽键平面的相对旋转，多肽链主链局部可以形成α螺旋、β折叠、β转角和无卷曲等二级结构，还可以在此基础上进一步形成超二级结构。

在二级结构基础上，整条蛋白质多肽链进一步盘曲折叠，形成一定的空间结构，称为蛋白质的三级结构，它反映了蛋白质多肽链中所有原子的空间排布。

蛋白质的四级结构是指由两条及以上具有独立三级结构的多肽链构成的蛋白质中，多肽链亚基通过非共价键相互结合而成的组合体结构。

维持蛋白质结构的作用力主要是疏水键、氢键、范德华力、离子键等非共价键，此外还有二硫键。

蛋白质的组成与结构决定其生物学活性。蛋白质的结构不同，其生物学活性也不同；蛋白质的结构改变，其生物学活性就会受到影响。蛋白质的一级结构决定其功能，一级结构变化可导致其功能变化。蛋白质的空间结构直接决定其功能，破坏空间结构必然导致蛋白质功能丧失。

蛋白质理化性质既有紫外吸收、两性解离、等电点等氨基酸的一些性质，又有沉降、沉淀、胶体特性、变性与复性等大分子特性，还有一些特殊的呈色反应。

蛋白质可以应用沉淀技术、电泳技术、色谱技术以及离心、透析、超滤等技术进行分离、纯化与鉴定。

拓展阅读

蛋白质组学与中医药研究

蛋白质组（proteome）是指由一个基因组、细胞、组织或生物所表达的全部蛋白质。此概念最早由澳大利亚学者Wilkins和Williams于1994年提出，并首次公开发表在1995年7月的《电泳》杂志上。

蛋白质组学（proteomics）是以细胞或组织不同时间、环境的所有蛋白质为研究对象，从整体上研究蛋白质的种类、相互作用及功能结构的一门科学。其强调蛋白质的类型与数量在不同时间和条件下的动态变化本质，从而在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。

蛋白质组学“整体、动态、网络”的特点，与中医理论“整体观念”“辨证论治”和中药作用“整体调节”“多层次”“多靶点”等思想不谋而合。蛋白质组学与传统中医药在研究生命科学的思维方法上趋于一致，也说明了在探讨复杂生命现象时，中西医两种医学相结合的必然性和重要性。

目前中医药蛋白质组学研究，主要集中于中医证候和中药药理研究两个方面：

1.证候是疾病发展过程中某一阶段的病机概括，其实质是特定的蛋白质（组）执行特定的生物学功能。进行不同中医证候的蛋白质组学研究，就是探究证候产生的物质基础，揭示证候的科学内涵，并为中医诊断的客观化提供依据和方法。

2.单味中药或复方的药效和药理研究，是中药作用研究的核心。利用蛋白质组学技术研究治疗前后的蛋白质谱变化，在整体水平上评价中药药效，揭示中药的作用靶点、作用环节和作用过程，力求阐明中药多靶点、多层次作用的分子机制。

利用功能蛋白质组学的技术和策略，分析中医证候及经中药处理过的组织、细胞或体液表达的蛋白质组，并比较处理前后蛋白质组的表达差异、蛋白质功能结构及相互作用的变化，系统地对证候本质和中药的多环节、多靶点调整作用机制进行研究，最终揭示证候的物质基础、中药作用和配伍规律。所以，蛋白质组学研究不仅对探讨中医药理论的科学本质，也为中医药科研提供了可行的实验方法。蛋白质组学的出现，为中医药学与现代医学的对话和对接提供了良好的基础。

思政案例

我国对早期肝细胞癌蛋白质组研究的贡献

蛋白质组是指一个生物体可以表达的所有蛋白质。与基因组不同，蛋白质组的组成随着时间和整个生物体的变化而不断变化。肝细胞癌是一种高死亡率的原发性肝癌，也是全球最常见的恶性肿瘤。开展早期肝细胞癌蛋白质组的研究，寻找肝癌精准治疗的新靶点对防治肝细胞癌有重大意义。

2019年，由军事科学院军事医学研究院生命组学研究所、国家蛋白质科学中心（北京）、蛋白质组学国家重点实验室贺福初院士团队联合复旦大学附属中山医院樊嘉院士团队等共同完成对早期肝细胞癌的蛋白质组表达谱和磷酸化蛋白质组图谱的绘制，发现了肝癌精准治疗的潜在新靶点——胆固醇酯化酶。该研究成果也开启了蛋白质组学驱动的精准医学新时代。

我国是国际蛋白质组计划的重要参与者，也是人类肝脏蛋白质组计划的牵头实施方。国家蛋白质科学中心（北京）已建成国际上最大规模的高端蛋白质组测序平台和以“天河2号”架构超级计算机为代表的国际顶尖硬件设施，并建立了世界上速度最快的蛋白质组鉴定方法，创立了世界首个蛋白质组一站式数据分析体系，实现蛋白质组研究领域软硬件双引领。我国在蛋白组学研究的成果，为推动生命科学前沿研究及促进人类健康做出了积极的贡献。