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蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primarystructure）就是蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序（sequence），也是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)。它是由基因上遺傳密碼的排列順序所決定的。各種氨基酸按遺傳密碼的順序，通過肽鍵連接起來，成為多肽鏈，故肽鍵是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主鍵。

迄今已有約一千種左右蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)被研究確定，如胰島素，胰核糖核酸酶、胰蛋白酶等。

蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的二級、三級等高級結(jié)構(gòu)，成百億的天然蛋白質(zhì)各有其特殊的生物學活性，決定每一種蛋白質(zhì)的生物學活性的結(jié)構(gòu)特點，首先在于其肽鏈的氨基酸序列，由于組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸各具特殊的側(cè)鏈，側(cè)鏈基團的理化性質(zhì)和空間排布各不相同，當它們按照不同的序列關(guān)系組合時，就可形成多種多樣的空間結(jié)構(gòu)和不同生物學活性的蛋白質(zhì)分子。

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