Protein, yang namanya berarti pertama atau utama merupakan makromolekul yang paling berlimpah didalam sel dan menyusun lebih dari setengah berat kering pada hampir semua organisme. Asam amino merupakan unit struktur protein. Struktur protein ini terdiri dari polipeptida yang mempunyai rantai yang amat panjang, tersusun atas banyak unit asam amino.Protein adalah instrumen yang mengekspresikan informasi genetik. Seperti juga terdapat ribuan gen di dalam inti sel, masing-masing mencirikan satu sifat nyata dari organisme, di dalam sel terdapat ribuan jenis protein yang berbeda, masing-masing membawa fungsi spesifik yang ditentukan oleh gen yang sesuai. Protein, karenanya bukan hanya makromolekul yang berlimpah, tetapi juga amat bervariasi fungsinya.Semua protein di dalam semua makhluk, tanpa memandang fungsi dan aktivitas biologinya, dibangun oleh susunan dasar yang sama, yaitu 20 asam amino baku, yang molekulnya sendiri tidak mempunyai aktivitas biologi. Secara cukup sederhana protein berbeda satu sama lain karena masing-masing mempunyai deret unit asam amino sendiri-sendiri. Asam amino merupakan abjad struktur protein, karena molekul-molekul ini dapat disusun dalam jumlah deret yang hampir tidak terbatas, untuk membuat berbagai protein dalam jumlah yang hampir tidak terbatas.

Fungsi Biologi Protein EnzimProtein yang paling bervariasi dan mempunyai kekhususan tinggi adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisa, yakni enzim. Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik di dalam sel dikatalisa oleh enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim, masing-masing dapat mengkatalisa reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan di dalam berbagai bentuk kehidupan. Protein TransportProtein transpor di dalam plasma darah mengikat dan membawa molekul atau ion spesifik dari satu organ ke organ lain Disini oksigen dilepaskan untuk melangsungkan oksidasi nutrien yang menghasilkan energi. Plasma darah mengandung lipoprotein, yang membawa lipid dari hati ke organ yang lain. Protein transpor lain terdapat di dalam membran sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan nutrien lain membran menuju ke dalam sel. Protein Nutrien dan PenyimpanBiji berbagai tumbuhan menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio tanaman. Terutama, contoh yang telah dikenal adalah protein biji dari gandum, jagung, dan beras. Ovalbumin protein utama putih telur, dan kasein protein utama susu merupakan contoh lain dari protein nutrien Ferritin jaringan hewan merupakan protein penyimpan besi. Protein Kontraktil atau MotilBeberapa protein memberikan kemampuan kepada sel dan organisme untuk berkontraksi, mengubah bentuk, atau bergerak. Aktin dan miosin adalah protein filamen yang berfungsi di dalam sistem kontraktil otot kerangka dan juga di dalam banyak sel bukan otot. Contoh lain adalah tubulin, protein pembentuk mikrotubul. Mikrotubul merupakan komponen penting dari flagella dan silia yang dapat menggerakkan sel. Protein StrukturalBanyak protein yang berperan sebagai filamen, kabel, atau lembaran penyanggah untuk memberikan struktur biologi kekuatan atau proteksi. Komponen utama dari urat dan tulang rawan adalah protein serabut kolagen, yang mempunyai daya tenggang yang amat tinggi. Protein PertahananBanyak protein mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain atau melindungi organisme tersebut dari luka. Immunoglobulin atau anti-bodi pada vertebrata adalah protein khusus yang dibuat oleh limposit yang dapat mengenali dan mengendapkan atau menetralkan serangan bakteri, virus, atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin, merupakan protein penggumpal darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem pembuluh terluka. Bisa ular, toksin bakteri, dan protein tumbuhan beracun, seperti risin, juga berfungsi di dalam pertahanan tubuh. Protein PengaturBeberapa protein membantu aktivitas seluler. Diantara jenis ini terdapat sejumlah hormon seperti insulin, yang mengatur metabolisme gula dan kekurangannya menyebabkan penyakit diabetes. Hormon pertumbuhan dari pituari dan hormon paratiroid, yang mengatur transport Ca2+ dan fosfat. Protein pengatur lain, yang disebut repressor mengatur biosintesa enzim oleh sel bakteri. Protein lainTerdapat banyak protein yang fungsinya agak eksotik dan tidak mudah diklasifikasikan. Monelin, suatu protein tanaman dari afrika yang mempunyai rasa yang amat manis.o Protein dapat dibagi menjadi dua golongan utama berdasarkan bentuk dan sifat-sifat fisik tertentu; protein globular dan protein serabut. Pada protein globular rantai atau rantai-rantai polipeptida berlipat rapat-rapat menjadi bentuk globular atau bulat yang padat. Protein globular biasanya larut di dalam sistem larutan (air) dan segera berdifusi ; hampir semua mempunyai fungsi gerak atau dinamik. Hampir semua enzim merupakan protein globular, seperti protein transpor pada darah, anti-bodi, dan protein penyimpan nutrien. Protein serabut bersifat tidak larut di dalam air, merupakan molekul serabut panjang, dengan rantai polipeptida yang memanjang pada satu sumbu, dan tidak berlipat menjadi bentuk globular. Hampir semua protein serabut memberikan peranan struktural atau pelindung. Protein serabut yang khas adalah -keratin pada rambut dan wol, fibroin dari sutera dan kolagen dari urat.Golongan-Golongan Asam AminoStruktur ke-20 asam amino dibagi menjadi 4 golongan, yaitu: (1) golongan dengan gugus R nonpolar atau hidrofobik, (2) golongan dengan gugus R polar, tetapi tidak bermuatan, (3) golongan dengan gugus R bermuatan negatif, (4) golongan dengan gugus R bermuatan positif.Delapan Asam Amino Mempunyai Gugus Nonpolar Gugus R di dalam golongan ini merupakan hidrokarbon. Lima asam amino dengan gugus R alifatik (alanin, valin, leusin, isoleusin, dan prolin), dua dengan lingkaran aromatik (fenilalanin dan triptofan), dan satu yang mengandung sulfur (metionin).Golongan Asam Amino Mempunyai Gugus Polar Tidak Bermuatan Gugus R dari asam amino polar lebih larut dalam air, atau lebih hidrofilik, dibandingkan dengan asam amino nonpolar, karena golongan ini mengandung gugus fungsionil yang membentuk ikatan hidrogen dengan air. Golongan ini meliputi glisin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin, dan glutamin. Golongan Asam Amino yang Mempunyai Gugus R yang Bermuatan Negatif (Asam) Golongan asam amino ini mengandung gugus R yang bermuatan total negatif pada pH 7,0. Asam amino ini meliputi asam aspartat dan asam glutamat, yang masing-masing memiliki tambahan gugus karboksil.Golongan Asam Amino yang Mempunyai Gugus R Bermuatan Positif (Basa) Golongan asam amino ini mempunyai gugus R dengan muatan total positif pada pH 7,0. Asam amino ini meliputi lisin, arginin, dan histidin.