A estrutura das proteínas é bastante complexa e pode ser distinguida em quatro níveis de organização:

As proteínas são moléculas bastante complexas exibindo uma hierarquia de níveis de organização estrutural que passamos a descrever em seguida.

Estrutura primária: Cadeia polipeptídica

O primeiro nível de organização estrutural é a chamada estrutura primária. Esta última não é mais do que a sequência específica de aminoácidos que compõe a cadeia polipeptídica.

Estrutura secundária: A hélice-alfa e a folha-beta

A cadeia polipeptídica é flexível podendo rodar em torno de três ligações químicas diferentes

De todas as configurações espaciais a que a proteína pode aceder a hélice-alfa e a folha-beta, descobertas no início dos anos 50 do séc. XX por Linus Pauling e Robert Corey, são as mais comuns (ver figura seguinte). A este nível de organização estrutural, que para além das ligações peptídicas, também envolve as chamadas ligações por pontes de hidrogénio, um tipo de interacção electrostática entre os átomos de hidrogénio e oxigénio, chamamos elementos de estrutura secundária.

Estrutura terciária: Junção de estruturas secundárias

O resultado das interacções hidrofóbicas entre os aminoácidos e a água é a coalescência e o empacotamento dos elementos de estrutura secundária naquilo a que geralmente se chama a estrutura terciária da proteína. O arranjo tridimensional (ou conformação) dos átomos da proteína na estrutura terciária é de extrema importância porque geralmente coincide com a chamada estrutura nativa, a estrutura que confere à proteína uma função biológica específica.

As proteínas podem possuir até 4 níveis de organização. São denominados estrutura primária, estrutura secundária, estrutura terciária e estrutura quaternária.

A estrutura primária (ou principal) é referente à composição da cadeia polipeptídica em questões de aminoácidos, demonstrando a quantidade e a sequência nas quais eles aparecem.

A estrutura secundária é dada pela conformação espacial adquirida pela proteína ao fazer ligações entre seus aminoácidos por meio de pontes de hidrogênio. Configurações como alfa-hélice e beta-folha são exemplos de estrutura secundária.

A estrutura terciária é a conformação obtida pelo dobramento da cadeia de aminoácidos a partir de si mesma. Veja que é dado o nome de enovelamento global da proteína à configuração específica que ela assume (que é determinante de suas funções).

A estrutura quaternária existe em algumas proteínas e em outras não. Isso ocorre porque esta estrutura se refere à configuração global da proteína quando ela é formada por mais de uma cadeia polipeptídica (denominadas subunidades). Pode ser uma configuração entre cadeias iguais ou diferentes.