São também compostos quaternários de carbono ( C ), hidrogênio ( H ), oxigênio ( O ) e azoto ( N ) - também chamado de nitrogênio no Brasil. São constituídas por dois grupos funcionais: o grupo amina ( R-NH- ) e o grupo carboxilo ( R-CO-), derivados dos aminoácidos e que estabelecem as ligações peptídicas.

Existem 23 aminoácidos conhecidos, dos quais 8 são ditos essenciais: o nosso organismo não é capaz de produzi-los, e por isso precisamos ingeri=los através dos alimentos para evitar sua falta no nosso corpo. Uma cadeia de aminoácidos denomina-se de "peptideo", estas podem possuir 2 aminoácidos ( dipeptídeos ), 3 aminoácidos ( tripeptídeos ), 4 aminoácidos ( tetrapeptídeos ), ou muitos aminoácidos ( polipeptídeos ). O termo proteina é dado quando na composição do polipeptídeo entram centenas, milhares ou milhões de aminoácidos.
As ligações entre aminoácidos denominam-se por ligações peptidicas e estabelecem-se entre o grupo amina de um aminoácido e o grupo carboxilo de outro aminoácido, com a perda de uma molécula de água.

Portanto, as proteínas são complexos constituídas por cadeias de aminoácido ligadas por ligações peptídicas. São macromoléculas com, no mínimo, centenas de aminoácidos. São polímeros que se originam de uma reação de polimerização de aminoácidos que são os monômeros.

Quanto a estrutura molecular as proteínas são classificas em

Proteinas simples ou homoproteínas

Proteínas constituídas somente por aminoácidos como, por exemplo, a queratina (cabelo).

A hidrólise completa dessas proteínas produz unicamente a-aminoácidos.

Proteinas complexas, conjugadas ou heteroproteínas

Proteínas que apresentam a cadeia de aminoácidos ligada a um radical diferente (grupo prostético).

Dependendo do grupo prostético, as proteinas podem se classificadas em:

Glicoproteínas o grupo é um glicídio. Exemplos: mucina (saliva) e osteomucóide (ossos).

Cromoproteínas o grupo é um pigmento. Exemplos: clorofila (vegetais verdes) e hemoglobina (sangue).

Fosfoproteinas o grupo é o ácido fosfórico. Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseina (leite).

Nucleoproteínas o grupo é um ácido heterocíclico complexo.

A hidrólise completa dessas proteínas produz a-aminoácidos e grupos prostéticos.

Estrutura tridimensional

As proteinas podem ter 4 tipos de estrutura dependendo de configuração espacial da cadeia polipeptídica, do tamanho da cadeia, e do tipo de aminoácidos que possui. As estruturas são:

Estrutura primária

Sequência linear de aminoácidos unidos por ligações péptidicas.

Estrutura secundária

Constituída por uma cadeia de aminoácidos em que se estabelecem ligações por pontes de hidrogénio entre os aminoácidos distantes da cadeia. Estas ligações conferem-lhe a forma em hélice ou folha pregueada.

Estrutura terciária

Resulta do enrolamento da hélice ou da folha pregueada , sendo mantido por pontes de hidrogénio e dissulfito. Esta estrutura confere a actividade biológica às proteínas.

Estrutura quaternária

Resulta da associação de várias subunidades com estrutura terciária, estas permanecem unidas através de ligações não covalentes.

Proteínas fibrosas e globulares

Proteinas fibrosas:

São aquelas que apresentam moléculas distendidas e filamentosas, semelhantes a longos fios. colágeno e fibrina são exemplos de proteínas fibrosas. São raras.

Proteínas globulares

Apresentam as moléculas enroladas como novelos ,e são solúveis em água formando micelas. A maioria das proteínas apresentam estrutura globular como, por exemplo, as enzimas, anticorpos, hemoglobina, clorofila e proteínas estruturais.

Desnaturação

As proteínas podem desnaturar. Isto acontece quando, por acção de substâncias químicas ou do calor as proteínas sofrem alteração da estrutura terciária ou a quebra das ligações não covalentes da estrutura quaternária.

As proteínas perdem a sua conformação e, consequentemente, a sua funcionalidade. A desnaturação pode ser: reversível ou irreversível.

Renaturação

Dependendo da forma pela qual a proteína foi desnaturada, sua conformação nativa pode ser recuperada (renaturação) retirando-se lentamente o agente desnaturante, como por exemplo fazer uma diálise contra água para retirar o agente desnaturante uréia.

São aquelas que participam dos tecidos dando-lhes rigidez, consistência e elasticidade. São proteínas estruturais: colágeno (constituínte das cartilagens), actina e miosina (presentes na formação das fibras musculares), queratina (principal proteína do cabelo), fibrinogênio (presente no sangue), albumina (encontrada em ovos) e outras.

Hormonal

Exercem alguma função específica sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como, por exemplo, a insulina (embora tecnicamente a insulina seja considerada apenas um polipeptídeo, devido a seu pequeno tamanho).

Defesa

Os Anticorpos são proteínas que realizam a defesa do organismos contra substâncias estranhas.

Energética

Obtenção de energia a partir dos aminoácidos que compõem as proteínas.

Enzimática

Enzimas são substâncias capazes de acelerar as reações bioquímicas como, por exemplo, as lípases. Todas as enzimas são consideradas proteínas.

Condutoras de gases

O transporte de gases (principalmente do oxigênio e um pouco do gás carbônico) é realizado por proteinas como a hemoglobina e hemocianina.