华东理工大学药学院
生物大分子及其相关信息的处理属于生物信息学的范畴，尤其是对蛋白质进行序列比对、同源性分析及三维结构预测是生物信息学在药物设计中的重要应用。
1、蛋白质
蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。它是生命活动的物质基础，参与了几乎所有的生命活动过程。蛋白质的基本组成单位是氨基酸。从蛋白质水解物中分离出来的天然氨基酸有20种，除脯氨酸外，这些天然氨基酸在结构上的共同特点为：
(1)、与羧基相邻的α-碳原子（Cα）上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸；
(2)、除甘氨酸外，其它所有氨基酸分子中的Cα都为手性碳原子，所以：氨基酸都具有旋光性；每一种氨基酸都具有D-型和L-型两种立体异构体（图3）。目前已知的天然蛋白质中氨基酸都为L-型。
L-型氨基酸 D-型氨基酸
图3、氨基酸构型通式，不同R基团导致不同的氨基酸。
氨基酸结构与性质
图3中，不同的R基团使得相应的氨基酸具有不同的化学性质（表1）。Cα碳原子及相连的氨基、羧基构成蛋白质的主链或称骨架（Backbone），而R基团则称为侧链（Side Chain），这些侧链是靶标与药物专一性识别的基础。
表1、构成蛋白质的20种天然氨基酸一览表