Полипептиди и протеини су природна и основна органска једињења ћелије. Обоје су састављене од аминокиселина. Аминокиселине су природна једињења која се повезују и стварају пептиде, полипептиде и протеине. Свака аминокиселина садржи један амин (-НХ2) и једна хидроксилна (-ЦООХ) група, као и специфични бочни ланац (Р група). Група бочних ланаца варира у величини, облику, набоју и реактивности, те је стога јединствена за сваку аминокиселину. Постоји 20 врста мономерних аминокиселина способних да се повезују у различитим комбинацијама и на тај начин добијају полипептиде и протеине са великом разноликошћу.
Полипептид је полимер са дефинисаном секвенцом аминокиселина повезаних заједно путем ковалентних пептидних веза. Пептидна веза је резултат реакције кондензације између две аминокиселине: карбоксилна група једне аминокиселине реагује са амино групом суседне аминокиселине, ослобађајући молекул воде (Х2О). Кратки ланци аминокиселина повезаних пептидним везама називају се пептиди. Пептиди се обично формирају од до 20-30 аминокиселина. Дужи ланци повезаних аминокиселинских остатака специфичне секвенце називају се полипептиди. Полипептиди могу да садрже до 4000 остатака. За полипептиде је карактеристична полипептидна окосница формирана понављањем низа атома у језгру повезаног ланца аминокиселина. На полипептидној окосници су Р-група специфични за аминокиселине. Полипептиди се могу савити у фиксну структуру формирајући протеин. Стога полипептид чини линеарни низ аминокиселинских остатака који формира примарну структуру протеина.
Протеини су структурно и функционално сложени молекули. Израз протеин се користи да опише тродимензионалну структуру формирану савијањем једног или више полипептида. Протеини представљају четири нивоа структурне организације, при чему је полипептид примарна структура. Протеин има секундарну структуру када полипептидни ланци формирају α хелике и β листове. Терцијарна структура протеина представља потпуну тродимензионалну организацију полипептидног ланца. Када је више протеина полипептидног ланца укључено у протеински комплекс, протеинска структура је означена као квартарна. Савијање полипептидних ланаца ради формирања протеина заснива се на многим слабим нековалентним везама које се формирају између различитих делова једног ланца или чак два или више ланца полипептида. Нековалентне везе укључују атоме полипептидне краљежнице, као и Р групу бочних ланаца, и састоје се од три типа: водоничне везе, јонске везе и ван дер Ваал везе. Велики број слабих ковалентних веза делује паралелно и њихова снага је комбинована да би се осигурала стабилност пресавијене структуре протеина. Подструктура организације протеина је протеин протеин. Састоји се од било ког дела полипептидног ланца који се може независно савити у стабилну структуру. Сваки домен садржи између 40 и 350 аминокиселина. Најмањи протеин представља један домен, док велики протеин може да садржи до неколико десетина домена. Сваки домен протеина обично је повезан са различитом функцијом. Функционална својства протеина у великој мери зависе од њихове структуре и облика који им омогућавају да физички делују са другим молекулама. Ове интеракције су увек специфичне и селективне. Сваки протеин може да се веже са својим везаним лигандима са високим афинитетом на један или само неколико молекула познатих као лиганди. Место везања лиганда је шупљина на површини протеина формирана пресавијањем полипептидног ланца. Одвојена места која везују лиганд у протеину могу се везивати за различите лиганде, регулишући функцију протеина или помажући да се протеин пресели на одређено место у ћелији. Функција протеина уско зависи од његове структуре. Промјена једне аминокиселине може да поремети њен облик и проузрокује губитак функције.
Полипептид је полимер формиран дефинисаном секвенцом аминокиселина повезаних заједно путем ковалентних пептидних веза.
Протеин је структурално и функционално сложен молекул формиран савијањем једног или више полипептидних ланаца.
Полипептид представља једноставну структуру и састоји се од полипептидне окоснице формиране понављајућим низом атома у језгру повезаног ланца аминокиселина. На полипептидној окосници су Р-група специфични за аминокиселине
С друге стране, протеин је сложен молекул који се састоји од једног или више полипептидних ланаца који се преклапају у секундарну, терцијарну или кватернарну структуру.
Облик протеина је стабилан помоћу три врсте слабих ковалентних веза: водоничне везе, јонске везе и ван дер Ваал везе.
Главна функција полипептида је да буде примарна структура сложенијих протеина. Полипептидима недостаје тродимензионална структура која омогућава протеину да се веже за лиганд и буде функционалан.
С друге стране, структурална сложеност протеина, његов стабилан облик и места везивања лиганда му омогућава да се специфично и са високим афинитетом веже за одређене лиганде, да се регулише и да учествује у многим виталним станичним метаболичким путевима.
Полипептиди и протеини су природна и основна органска једињења ћелије.
Иако су аминокиселине њихова уобичајена примарна компонента, полипептиди и протеини представљају велике структурне и функционалне разлике: