단백질 접힘은 단백질이 자신의 아미노산 서열에 따라 3차원 구조로 자연스럽게 변형되는 과정을 의미한다. 단백질은 아미노산이 결합하여 형성된 폴리펩타이드 체인이며, 이 폴리펩타이드가 특정한 형태로 접혀야만 생물학적 기능을 수행할 수 있다. 단백질의 기능은 그 구조와 밀접한 연관이 있으며, 따라서 단백질 접힘 과정은 생명체의 생리학적 기능에 매우 중요하다.

단백질 접힘은 일반적으로 여러 단계로 이루어진다. 첫째, 폴리펩타이드 체인이 형성되는 동안 불안정한 중간 단계가 존재하며, 이 단계에서 단백질의 전체적인 구조는 아직 완전히 결정되지 않는다. 둘째, 단백질은 여러 가지 비공식적인 상호작용, 예를 들어 이온 결합, 수소 결합, 반데르발스 힘 등을 통해 보다 안정한 구조로 접힌다. 셋째, 최종적으로 단백질이 접히고 난 후에도 이 단백질이 기능을 제대로 수행하기 위해서는 추가적인 조정이나 수정이 일어날 수 있다.

단백질 접힘 과정에서 발생할 수 있는 오류는 다양한 질병과 관련이 있다. 예를 들어, 알츠하이머병이나 파킨슨병에서는 비정상적인 단백질 침전물이나 접힘이 관찰된다. 이러한 비정상적인 단백질은 세포 기능을 저해하고, 결국에는 세포 사멸로 이어질 수 있다. 따라서 단백질 접힘의 정확성을 높이는 것은 질병 예방 및 치료에 있어 중요한 연구 주제 중 하나이다.

최근의 연구에서는 단백질 접힘 과정을 이해하기 위해 다양한 기계 학습 기술과 컴퓨터 모델링 기법이 활용되고 있다. 이러한 기술을 통해 과거에는 어려웠던 단백질 접힘 경로를 예측할 수 있게 되었으며, 이는 새로운 의약품 개발이나 단백질 기반 치료법의 발견에 기여하고 있다. 단백질 접힘의 원리를 이해함으로써 생명 과학 분야에서의 혁신적인 진전을 이룰 수 있을 것으로 기대된다.