เนื่องจากโปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนจำนวนมากซึ่งยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะเพปไทด์

์และพันธะชนิดอื่นๆ ทำให้โปรตีนมีโครงสร้าง 4 ระดับคือ


     ...........เป็นโครงสร้างที่แสดงการจัดลำดับ ชนิด และจำนวนโมเลกุลของกรดอะมิโนในสายพอลิเมอร์โซ่ยาวซึ่งโปรตีน

แต่ละชนิดจะมีลำดับของชนิดและจำนวนโมเลกุลของกรดอะมิโนที่แน่นอนการจัดลำดับกรดอะมิโน โครงสร้างปฐมภูมิ

กำหนดให้ปลาย หมู่อะมิโนอยู่ด้านซ้าย (N-terminal) และ ปลายคาร์บอกซิลิกอยู่ด้านขวา (C-terminal)

โครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน
(ที่มา http://www.msu.edu/course/isb/202/ebertmay/drivers/Protein-primary-structure.png)

(ที่มา : ปรับปรุงจาก http://met.fzu.edu.cn/eduonline/protein%20chemistry%20net/english/bjkc/jawd3.html)

การเปลี่ยนแปลงลำดับ amino acid ในโปรตีนอาจมีผลให้รูปร่างของโปรตีนเปลี่ยนไป และอาจมีผลต่อการทำงานของ

โปรตีนชนิดนั้นๆ ตัวอย่างเช่น โรค sickle-cell anemia

(ที่มา : http://consensus.nih.gov/2008/SickleCellAbstractBookhtml/SickleCellAbstratBookHTMLformat.htm)

   ......เป็นโครงสร้างที่เกิดจากการขดหรือม้วนตัวของโครงสร้างปฐมภูมิ ถ้าเกิดจากการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่าง C=O

ของกรดอะมิโนหนึ่งกับ N-H ของกรดอะมิโนถัดไปอีก 4 หน่วยในสายพอลิเพปไทด์เดียวกันจะเกิดโครงสร้างในลักษณะบิด

เป็นเกลียวซึ่งเรียกโครงสร้างทุติยภูมิชนิดนี้ว่า เกลียวแอลฟา และถ้าเกิดจากการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่าง

C=O กับ N-H  ของกรดอะมีโนระหว่างสายพอลิเพปไทด์ที่อยู่คู่กัน จะเกิดโครงสร้างแบบแผ่น เรียกว่า แผ่นพลีทบีต้า

นอกจากจะเกิดพันธะไฮโดรเจนแล้วยังสามารถเกิดพันธะไดซัลไฟด์ พันธะไอออนิก เป็นต้น

โครงสร้างทุติยภูมิ
(ที่มา http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/secondary_structure.jpg)

 



    ซึ่งประกอบด้วยโครงสร้างทุติยภูมิหลายส่วนรวมกันโดยมีแรงยึดเหนียวอ่อนๆ คล้ายโครงสร้างทุติยภูมิ

โครงสร้างตติยภูมิของโปรตีนแต่ละชนิดมีลักษณะจำเพาะขึ้นอยู่กับลำดับของกรดอะมิโนในสายพอลิเพปไทด์

ทำให้เกิดโครงสร้างที่เหมาะสมในการทำหน้าที่ต่างๆ ของโปรตีน

โครงสร้างตติยภูมิ
(ที่มา http://bioweb.wku.edu/courses/biol22000/3AAprotein/images/F03-08C.GIF)


      เกิดจากการรวมตัวของหน่วยย่อยชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันของโครงสร้างตติยภูมิ โดยมีแรงยึดเหนียวเหมือนกับใน

โครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิลักษณะโครงสร้างใหม่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างตติยภูมิซึ่งเป็นหน่วยย่อย โดยอาจรวมกัน

เป็นลักษณะเป็นก้อนกลม เช่น ฮีโมโกลบินหรือเป็นมัดเส้นใย เช่น คอลลาเจน

โครงสร้างจตุรภูมิ a) คอลลาเจน และ b) ฮีโมโกลบิน
(ที่มา http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/quaternary_structure.jpg)

 

Hemoglobin ประกอบด้วย polypeptide 4 สายรวมกันกลายเป็นโปรตีนที่มีรูปร่างเป็นก้อน

(ที่มา : http://www.biology.lsu.edu/introbio/summer/Summer2004/1201/RF/Chapter%205%20review.htm)

ขั้นตอนการเกิดโครงสร้างที่ระดับต่างๆ ของโปรตีน
(ที่มา http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/prot_struct-4143.JPG)