蛋白质的基本结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，各结构层次相互关联，共同决定了蛋白质的功能。

蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，它是蛋白质最基本的结构。氨基酸通过肽键依次相连形成多肽链，不同的蛋白质具有不同的氨基酸组成和排列顺序。一级结构中氨基酸的种类、数量和排列顺序决定了蛋白质的基本化学性质和生物学功能。例如，胰岛素的一级结构决定了它能够调节血糖水平的功能。如果一级结构发生改变，可能会导致蛋白质功能的异常，像镰刀型细胞贫血症就是由于血红蛋白的一级结构中一个氨基酸发生改变所引起的。

蛋白质的二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布，不涉及氨基酸残基侧链的构象。常见的二级结构有α - 螺旋、β - 折叠、β - 转角和无规卷曲。α - 螺旋是多肽链主链围绕中心轴呈有规律的螺旋式上升，每 3.6 个氨基酸残基螺旋上升一圈。β - 折叠是由两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集，通过链间氢键维系形成的锯齿状结构。β - 转角通常由 4 个氨基酸残基组成，使多肽链发生 180°的回折。无规卷曲则是指没有确定规律性的那部分肽链结构。

蛋白质的三级结构是指整条多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条多肽链所有原子在三维空间的排布位置。它是在二级结构的基础上，由于侧链基团的相互作用进一步盘曲、折叠形成的。维系三级结构的作用力有疏水作用、离子键、氢键和范德华力等。其中疏水作用是稳定蛋白质三级结构的主要作用力。具有三级结构的蛋白质一般都是球状蛋白，例如肌红蛋白，它的三级结构使其能够结合和储存氧气。

蛋白质的四级结构是指由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互结合而成的聚合体结构。其中每一条具有独立三级结构的多肽链称为亚基。亚基之间通过疏水作用、氢键、离子键等非共价键相互连接。血红蛋白就是一个典型的具有四级结构的蛋白质，它由 4 个亚基组成，这种四级结构使血红蛋白在运输