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Podemos classificar as proteínas em dois tipos principais: as fibrosas e as globulares. Nas proteínas fibrosas, as cadeias polipeptídicas estão enroladas entre si como se fossem uma corda. Como exemplo, pode-se citar a queratina, proteína presente nas unhas e cabelos. Nas proteínas globulares, as cadeias polipeptídicas dobram-se em uma forma mais ou menos esférica. Como exemplo, há os anticorpos e as enzimas.
Em face da complexa estrutura molecular de uma proteína, podemos classificá-la de acordo com seu nível de organização. Dizemos que a estrutura primária de uma proteína é o tipo de aminoácido e sua sequência em uma cadeia polipeptídica. Chamamos de estrutura secundária quando a proteína se enrola, normalmente, em forma de hélice. Já a estrutura terciária é aquela em que as proteínas começam a se dobrar, formando as proteínas globulares. Por fim, temos a estrutura quaternária, em que as proteínas que possuem duas ou mais cadeias polipeptídicas estão organizadas e entrelaçadas em estrutura terciária.