Protein (chất đạm/ protid) là phân tử sinh học hay đại phân tử gồm nhiều amino axit liên kết với nhau. Protein thực hiện rất nhiều chức năng bên trong tế bào, bao gồm các phản ứng trao đổi có xúc tác, sao chép DNA, đáp ứng lại kích thích và vận chuyển phân tử từ một vị trí đến một vị trí khác. Thực tế, các protein khác nhau chủ yếu ở trình tự của các amino acid cấu thành
Thành phần nguyên tố chủ yếu của protein là cacbon, hidro, oxi, nito và một lượng nhỏ lưu huỳnh, phot pho và kim loại…

Xét về cấu tạo phân tử của protein chúng ta có thể khẳng định rằng, protein có phân tử khối rất lớn, từ vài vạn đến vài triệu đơn vị cacbon và có cấu tạo rất phức tạp. Khi tiến hành đun nóng protein trong dung dịch axit ta sẽ thu được hỗn hợp các amino axit, trong đó chất đơn giản nhất là axit amino axetic H2N-CH2-COOH. Ngược lại, nếu chúng ta cho các phân tử amino axit kết hợp với nhau thì sẽ thu được loại protein đơn giản nhất.

Từ những thí nghiệm trên ta có thể kết luận rằng: “Protein được tạo ra từ các amino axit, mỗi phân tử amino axit tạo thành một “mắt xích” trong phân tử protein” 
 

• Cấu trúc bậc 1: Các amino acid nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptide. Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của amino acid thứ nhất và cuối mạch là nhóm carboxyl của amino acid cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các amino acid trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi đó, tạo nên hình dạng lập thể của protein, quyết định tính chất cũng như vai trò của nó. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các amino acid có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.

• Cấu trúc bậc 2: Là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết Hydro giữa những amino acid ở gần nhau. Các protein sợi như keratin, Collagen... (có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein hình cầu có nhiều nếp gấp β hơn.

• Cấu trúc bậc 3: Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của prolin cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử... Các liên kết yếu hơn như liên kết Hydro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu

• Cấu trúc bậc 4: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết Hydro.
   

  Protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống của con người và sinh vật vì cơ thể sống được tạo nên từ các tế bào. Chúng cũng có rất nhiều ứng dụng trong đời sống chủ yếu là làm thức ăn. Ngoài ra, protein còn có những ứng dụng khác trong công nghiệp như ngành công nghiệp dệt len, tơ tằm, sản xuất đồ da, mĩ nghệ…

  Protein có nhiều ứng dụng trong đời sống như sản xuất đồ da. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

  Xét riêng về mặt dinh dưỡng, protein là thành phần chính trong thức ăn của người và động vật. Cơ thể động vật không thể tự tạo protein mà phải chuyển hóa protein trong thức ăn thành protein của mình và đồng thời oxi hóa để lấy năng lượng cho hoạt động của cơ thể.