Белки выполняют работу клетки. Они катализируют реакции, транспортируют молекулы, обеспечивают структуру, передают сигналы и защищают от инфекций. Это крупные молекулы, состоящие из аминокислот, соединенных в цепочку. Последовательность аминокислот определяет, как сворачивается цепочка, а свернутая форма определяет ее функцию. В геноме человека насчитывается около 20 000 генов, кодирующих белки, но белков гораздо больше из-за альтернативного сплайсинга и посттрансляционных модификаций.

Белки имеют четыре уровня структуры. Первичная структура — это последовательность аминокислот. Вторичная структура — это локальное сворачивание в альфа-спирали и бета-листы. Третичная структура — это общая трехмерная форма отдельного полипептида. Четвертичная структура — это расположение нескольких полипептидов в комплексе. Форма стабилизируется водородными связями, дисульфидными мостиками, гидрофобными взаимодействиями и ионными связями.

Белки изучаются в протеомике — крупномасштабном анализе экспрессии, модификации и взаимодействия белков. Они производятся в промышленных масштабах для терапевтического применения, например, инсулин и моноклональные антитела. Их модифицируют для повышения стабильности и активности. На них воздействуют лекарственные препараты, которые блокируют или усиливают их функцию.

Неправильное сворачивание белков вызывает такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и муковисцидоз. Понимание того, как белки сворачиваются и функционируют, является одной из важнейших задач биологии.