Polypeptide và protein là các hợp chất hữu cơ tự nhiên và thiết yếu của một tế bào. Chúng đều bao gồm các axit amin. Các axit amin là các hợp chất xuất hiện tự nhiên liên kết với nhau để tạo thành peptide, polypeptide và protein. Mỗi axit amin chứa một amin (-NH2) và một nhóm hydroxyl (-COOH), cũng như một chuỗi bên cụ thể (nhóm R). Nhóm chuỗi bên khác nhau về kích thước, hình dạng, điện tích và khả năng phản ứng, và do đó là duy nhất cho mỗi axit amin. Có 20 loại axit amin đơn phân có khả năng liên kết với nhau trong các kết hợp khác nhau, do đó tạo ra các polypeptide và protein có tính đa dạng cao.
Một polypeptide là một polymer có trình tự xác định các axit amin liên kết với nhau thông qua liên kết peptide cộng hóa trị. Liên kết peptide là kết quả của phản ứng ngưng tụ giữa hai axit amin: nhóm carboxyl của một axit amin phản ứng với nhóm amin của một axit amin liền kề, giải phóng một phân tử nước (H2O). Các chuỗi ngắn của các axit amin được liên kết bởi các liên kết peptide được gọi là các chuỗi peptide. Peptide thường được hình thành bởi tối đa 20-30 axit amin. Các chuỗi dài hơn của dư lượng axit amin liên kết với một chuỗi cụ thể được gọi là polypeptide. Polypeptide có thể chứa tới 4000 dư lượng. Polypeptide được đặc trưng bởi một xương sống polypeptide được hình thành bởi chuỗi các nguyên tử lặp lại ở lõi của chuỗi axit amin liên kết. Đi kèm với xương sống polypeptide là chuỗi bên đặc trưng của axit amin, nhóm R. Polypeptide có thể gấp lại thành một cấu trúc cố định tạo thành protein. Do đó, một polypeptide tạo thành chuỗi tuyến tính của dư lượng axit amin tạo thành cấu trúc chính của protein.
Protein là các phân tử phức tạp về cấu trúc và chức năng. Thuật ngữ protein được sử dụng để mô tả cấu trúc ba chiều được hình thành bằng cách gấp một hoặc nhiều polypeptide. Protein trình bày bốn cấp độ tổ chức cấu trúc, với polypeptide là cấu trúc chính. Một protein có cấu trúc thứ cấp khi các chuỗi polypeptide tạo thành các chuỗi xoắn ốc và β tờ. Cấu trúc cấp ba protein tạo thành tổ chức ba chiều đầy đủ của chuỗi polypeptide. Khi có nhiều hơn một chuỗi polypeptide tham gia vào phức hợp protein, cấu trúc protein được chỉ định là bậc bốn. Việc gấp chuỗi polypeptide để tạo thành protein dựa trên nhiều liên kết không cộng hóa trị yếu hình thành giữa các phần khác nhau của một chuỗi hoặc thậm chí hai hoặc nhiều chuỗi polypeptide. Các liên kết không cộng hóa trị liên quan đến các nguyên tử của xương sống polypeptide cũng như nhóm R bên, và có ba loại: liên kết hydro, liên kết ion và liên kết van der Waal. Số lượng lớn các liên kết không cộng hóa trị yếu hoạt động song song và sức mạnh của chúng được kết hợp để đảm bảo sự ổn định của cấu trúc protein gấp. Một cấu trúc của tổ chức protein là miền protein. Nó bao gồm bất kỳ phần nào của chuỗi polypeptide có thể gấp độc lập thành một cấu trúc ổn định. Mỗi miền chứa từ 40 đến 350 axit amin. Protein nhỏ nhất trình bày một miền duy nhất trong khi protein lớn có thể chứa tới vài chục miền. Mỗi miền của protein thường được liên kết với một chức năng riêng biệt. Các tính chất chức năng của protein phụ thuộc phần lớn vào cấu trúc và hình dạng của chúng cho phép chúng tương tác vật lý với các phân tử khác. Những tương tác này luôn cụ thể và chọn lọc. Mỗi protein có thể liên kết với các vị trí liên kết phối tử với ái lực cao với một hoặc chỉ một vài phân tử được gọi là phối tử. Vị trí liên kết phối tử là một khoang trên bề mặt protein được hình thành bằng cách gấp chuỗi polypeptide. Các vị trí liên kết phối tử trong protein có thể liên kết với các phối tử khác nhau, điều chỉnh chức năng của protein hoặc giúp di chuyển protein đến một vị trí cụ thể trong tế bào. Chức năng protein phụ thuộc chặt chẽ vào cấu trúc của nó. Sự thay đổi một axit amin có thể phá vỡ hình dạng của nó và gây mất chức năng.
Một polypeptide là một polymer được hình thành bởi một chuỗi các axit amin được xác định liên kết với nhau thông qua các liên kết peptide cộng hóa trị.
Protein là một phân tử phức tạp về cấu trúc và chức năng được hình thành bằng cách gấp một hoặc nhiều chuỗi polypeptide.
Một polypeptide trình bày một cấu trúc đơn giản và bao gồm xương sống polypeptide được hình thành bởi chuỗi các nguyên tử lặp lại ở lõi của chuỗi axit amin liên kết. Được gắn vào xương sống polypeptide là các chuỗi bên đặc trưng của axit amin, nhóm R
Mặt khác, một protein là một phân tử phức tạp bao gồm một hoặc nhiều chuỗi polypeptide gấp thành cấu trúc bậc hai, bậc ba hoặc bậc bốn.
Hình dạng protein được giữ ổn định bởi ba loại liên kết cộng hóa trị yếu: liên kết hydro, liên kết ion và liên kết van der Waal.
Chức năng chính của một polypeptide là cấu trúc chính của các protein phức tạp hơn. Polypeptide thiếu cấu trúc ba chiều cho phép protein liên kết với phối tử và có chức năng.
Mặt khác, sự phức tạp về cấu trúc của protein, hình dạng ổn định của nó với các vị trí liên kết phối tử cho phép nó liên kết đặc biệt và có ái lực cao với các phối tử cụ thể, được điều hòa và tham gia vào nhiều con đường chuyển hóa tế bào quan trọng.
Polypeptide và protein là các hợp chất hữu cơ tự nhiên và cần thiết của một tế bào.
Trong khi các axit amin là thành phần chính phổ biến của chúng, polypeptide và protein có sự khác biệt lớn về cấu trúc và chức năng: