Protein melakukan pekerjaan sel. Mereka mengkatalisis reaksi, mengangkut molekul, menyediakan struktur, mengirimkan sinyal, dan melindungi dari infeksi. Protein adalah molekul besar yang terbuat dari asam amino yang terhubung dalam sebuah rantai. Urutan asam amino menentukan bagaimana rantai tersebut melipat, dan bentuk lipatan menentukan fungsinya. Terdapat sekitar 20.000 gen pengkode protein dalam genom manusia, tetapi jumlah protein jauh lebih banyak karena adanya penyambungan alternatif dan modifikasi pasca-translasi.

Protein memiliki empat tingkatan struktur. Struktur primer adalah urutan asam amino. Struktur sekunder adalah pelipatan lokal menjadi heliks alfa dan lembaran beta. Struktur tersier adalah bentuk tiga dimensi keseluruhan dari satu polipeptida. Struktur kuaterner adalah susunan beberapa polipeptida menjadi suatu kompleks. Bentuk tersebut distabilkan oleh ikatan hidrogen, jembatan disulfida, interaksi hidrofobik, dan ikatan ionik.

Protein dipelajari dalam proteomik, yaitu analisis skala besar ekspresi, modifikasi, dan interaksi protein. Protein diproduksi secara industri untuk penggunaan terapeutik, seperti insulin dan antibodi monoklonal. Protein direkayasa untuk meningkatkan stabilitas dan aktivitasnya. Protein menjadi target obat yang memblokir atau meningkatkan fungsinya.

Kesalahan pelipatan protein menyebabkan penyakit seperti Alzheimer, Parkinson, dan fibrosis kistik. Memahami bagaimana protein melipat dan berfungsi adalah salah satu tantangan besar dalam bidang biologi.