Le proteine
Il corpo umano contiene migliaia di proteine diverse, circa il 50% del peso secco del corpo umano è rappresentato da proteine. Le proteine forniscono supporto strutturale (muscoli, collagene), aiutano l’organismo a muoversi (muscoli), immagazzinano le sostanze chimiche e le trasportano da un luogo ad un altro (emoglobina), regolano alcune reazioni chimiche (ormoni) e ne catalizzano una quantità innumerevole. Tutte queste diverse funzioni ed altre ancora sono svolte da un unico tipo di molecole.
Le proteine sono polimeri di condensazione costituite da amminoacidi. Gli amminoacidi sono composti organici che contengono due gruppi funzionali: un gruppo amminico (-NH2) ed un gruppo carbossilico (-COOH). Questi due gruppi funzionali possono esistere in due diversi stati: una forma ionizzata (-NH3+ e -COO–) ed una non ionizzata (-NH2 e -COOH). Se i due gruppi sono entrambi in forma ionizzata,la specie che ne risulta contiene una carica positiva ed una negativa ed è detta zwitterione. In ambiente acquoso (polare) e a pH fisiologico (7.4) gli amminoacidi si trovano per lo più in forma zwitterionica.
Le proteine hanno diversi livelli di struttura, per semplicità ogni livello di struttura può essere illustrato usando l’emoglobina. L’emoglobina è una molecola presente nei globuli rossi che porta l’ossigeno dai polmoni alle altre cellule del corpo; questa contiene ferro ed ha una massa molecolare di 64500 g/mol. 
Questa molecola comprende quattro segmenti polipeptidici: due segmenti identici, chiamati subunità α, contenenti 141 amminoacidi e altri due segmenti identici, chiamati subunità β, contenneti 146 amminoacidi ciascuno. Ogni subunità contiene uno ione ferro bloccato all’interno di uno ione organico detto eme. Per capire la struttura delle proteine è necessario identificare il modo in cui gli atomi sono legati tra loro. La struttura in cui gli amminoacidi sono legati tra loro in una sequenza attraverso legami pepetidici, viene definita struttura primaria. La struttura secondaria di una proteina riguarda in modo in cui gli amminoacidi, che sono vicini nella sequenza, si dispongono nello spazio. La struttura terziaria di una proteina riguarda il modo in cui la catena si ripiega ed il modo in cui gli amminoacidi lontani nella sequenza interagiscono tra loro. La struttura quaternaria dell’emoglobina descrive come le quattro subunità sono correlate l’una all’altra nell’intera proteina.
