1. โครงสร้างปฐมภูมิ (primary sturcture)

เป็นโครงสร้างหลักพื้นฐานของโปรตีน เกิดจากการเชื่อมต่อกันของกรดแอมิโน (amino acid) เป็นสายยาว ระหว่างกรดแอมิโนเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide) เกิดเป็นพอลิเพปไทด์ โดยมีปลายด้านหนึ่งของสาย เป็นปลายแอมิโน (amino end) และปลายอีกด้านหนึ่งเป็น ปลายคาร์บอกซิล (carboxyl end) ชนิดและการเรียงลำดับของกรดแอมิโนในสายของพอลิเพปไทด์มีความเฉพาะเจาะจง ทำให้เกิดเป็นโปรตีนชนิดต่างๆ มากมาย การย่อยสลายโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน จะทำให้ได้กรดแอมิโน (amino acid) และ ปรตีนสายสั้นๆ เช่น dipeptide แต่ความร้อนระดับการหุงต้ม ไม่สามารถทำลายโครงสร้างปฐมภูมิได้

รูปแสดงโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน

2. โครงสร้างลำดับที่สอง หรือโครงสร้างทุติยภูมิ (secondary structure)

เป็นโครงสร้างที่เกิดจากกรดแอมิโน (amino acid) ที่อยู่ภายในสายพอลิเพปไทด์เดียวกัน ทำปฎิกิริยากันด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเกิดขึ้นในตำแหน่งที่เว้นระยะห่างสม่ำเสมอกัน ทำให้เกิดโครงสร้างสามมิติของโปรตีนที่ มี 2 รูปแบบหลักคือ

• แบบเกลียวแอลฟา (alpha-helix) ซึ่งมีลักษณะเป็นเป็นเกลียวขดคล้ายสปริง เกลียวแอลฟาเป็นโครงสร้างพื้นฐานทั้งในโปรตีนเส้นใย (fibrous protein) และในโปรตีนก้อนกลม (globular protein)
• แบบ beta sheetsหรือ pleated sheet ซึ่งป็นแผ่นพับซ้อนกันไปมา

รูปแสดงโครงสร้างลำดับที่สองของโปรตีน

3. โครงสร้างลำดับที่สาม (tertiary structure) เป็นโครงสร้างที่เกิดขี้นภายหลังจากที่เกิดโครงสร้างลำดับสองแล้ว เป็นโครงสร้างที่เกิดเนื่องจากพันธะต่างๆ ระหว่าง หมู่ R (side chain ) ต่างๆ ของกรดแอมิโนสายของเดียวกัน เช่น

• พันธะไอออนิกเกิดระหว่างหมู่ R ของกรดแอมิโนที่มีประจุบวกและประจุลบ
• พันธะไฮโดรเจน
• พันธะไดซัลไฟด์ (disulfide bond) เป็นพันธะโควาเลนท์ที่เกิดจากหมู่ไทออล (thiol group) ของ กรดแอมิโน ซิสเตอีน (cysteine)
  2 โมเลกุล
• แรงดึงดูดระหว่างหมู่ที่ไม่ชอบน้ำ และแรงแวนเดอร์วาล (hydrophobic and van der waal interaction)

ทำให้พอลิเพปไทด์พับไปมา มีรูปร่างเปลี่ยนไป ตามชนิด และแรงดึงดูดของพันธะ

รูปแสดงโครงสร้างลำดับที่สามของโปรตีน

4. โครงสร้างลำดับที่สี่ (quaternary structure) เกิดจากการรวมกันของสายพอลิเพปไทด์มากกว่า 1 สาย ด้วยแรงดึงดูดอย่างอ่อน
ระหว่างหมู่ R ระหว่างสายพอลิเพปไทด์ ที่ยังไม่เกิดพันธะ ซึ่งอยู่บริเวณผิวด้านนอกของโครงสร้าง โครงสร้างลำดับท่ีสี่นี้พบในโมเลกุลของเอนไซม์ (enzyme)

วีดีโอ แสดงการเกิดโครงสร้างระดับต่างๆ ของโปรตีน