Struktur primer (rentetan asid amino) protein akhirnya mengekodkan konformasi tiga dimensi (3D) yang dilipat secara unik.[20] Faktor terpenting yang mengawal lipatan protein ke dalam struktur 3D ialah taburan rantai sisi berkutub dan tak berkutub.[21] Lipatan didorong oleh pengebumian rantai sampingan hidrofobik ke dalam bahagian dalam molekul untuk mengelakkan persekitaran luar berair. Secara am, protein mempunyai teras sisa hidrofobik yang dikelilingi oleh luaran sisa hidrofilik. Oleh kerana ikatan peptida itu sendiri adalah berkutub, ia dineutralkan oleh ikatan hidrogen antara satu sama lain apabila berada dalam persekitaran hidrofobik. Ini menimbulkan kawasan polipeptida yang membentuk corak struktur 3D biasa yang dipanggil struktur sekunder. Terdapat dua jenis utama struktur sekunder: α-heliks dan β-helai.[perlu rujukan]

Struktur tertier

Beberapa motif digabungkan untuk membentuk unit padat, setempat, separa bebas yang dipanggil domain.[6] Struktur 3D keseluruhan rantai polipeptida dirujuk sebagai struktur tertier protein. Domain ialah unit asas struktur tertier, setiap domain mengandungi teras hidrofobik individu yang dibina daripada unit struktur sekunder yang disambungkan oleh kawasan gelung. Pembungkusan polipeptida biasanya lebih ketat di bahagian dalam berbanding bahagian luar domain yang menghasilkan teras seperti pepejal dan permukaan seperti bendalir.[22] Sisa teras selalunya dipelihara dalam keluarga protein, manakala sisa dalam gelung kurang terpelihara melainkan ia terlibat dalam fungsi protein. Struktur tertiari protein boleh dibahagikan kepada empat kelas utama berdasarkan kandungan struktur sekunder domain.[23]

• Domain semua-α mempunyai teras domain yang dibina secara eksklusif daripada α-heliks. Kelas ini didominasi oleh lipatan kecil, kebanyakannya membentuk satu berkas ringkas dengan heliks berjalan ke atas dan ke bawah.
• Domain semua-β mempunyai teras yang terdiri daripada helaian β antiselari, biasanya dua helaian dibungkus antara satu sama lain. Pelbagai corak dapat dikenal pasti dalam susunan untaian, selalunya menimbulkan pengenalpastian motif berulang, contohnya motif kunci Yunani.[24]
• Domain α+β ialah campuran motif semua-α dan semua-β. Pengelasan protein ke dalam kelas ini adalah sukar oleh kerana pertindihan dengan tiga kelas lain, dan oleh itu, tidak digunakan dalam pangkalan data domain CATH.[15]
• Domain α/β dibuat daripada gabungan motif β-α-β yang kebanyakannya membentuk helaian β selari yang dikelilingi oleh α-heliks amfipatik. Struktur sekunder disusun dalam lapisan atau balang.

Domain mempunyai had pada saiz.[25] Saiz domain struktur individu berbeza daripada 36 sisa dalam E-selektin kepada 692 sisa dalam lipoksigenase 1,[18] tetapi majoriti (90%) mempunyai kurang daripada 200 sisa,[26] dengan purata kira-kira 100 sisa.[27] Domain yang sangat pendek, kurang daripada 40 sisa, selalunya distabilkan oleh ion logam atau ikatan disulfida. Domain yang lebih besar, yakni lebih daripada 300 sisa, mungkin terdiri daripada berbilang teras hidrofobik.[28]

Pertukaran domain

Pertukaran domain ialah mekanisme untuk membentuk himpunan oligomer.[29] Dalam pertukaran domain, unsur sekunder atau tertier protein monomer digantikan oleh unsur yang sama dari protein lain. Pertukaran domain boleh terdiri daripada elemen struktur sekunder kepada keseluruhan domain struktur. Ia juga mewakili model evolusi untuk penyesuaian berfungsi secara pengoligomeran, contohnya enzim oligomer yang mempunyai tapak aktifnya di antara muka subunit.[30]