بیوانفورماتیک ساختاری
ساختار پروتئین، ارتباط مستقیمی با کارکرد آن دارد. حضور برخی گروه‌های شیمیایی در مکان‌های مشخص، به پروتئین‌ها این اجازه را می‌دهد تا به عنوان آنزیم فعالیت کنند و چند واکنش شیمیایی را فروکافت کنند. به طور کلی، ساختار پروتئین‌ها به۴ مرحله تقسیم می‌شود: اولیه (توالی)، ثانویه (ترکیب محلی زنجیره‌های پلی‌پپتیدی)، سومین (ساختار سه‌بعدی چین‌خوردگی پروتئین)، و چهارمین (ارتباط چند ساختار پلی‌پپتیدی). بیوانفورماتیک ساختاری عمدتاً کنش‌های بین ساختارها را با توجه به مختصات فضایی آن‌ها مورد بررسی قرار می‌دهد. بدین ترتیب، ساختار اولیه در شاخه‌های سنتی بیوانفورماتیک بهتر بررسی می‌شوند. با این حال، توالی محدودیت‌هایی ایجاد می‌کند که اجازهٔ تشکیل ترکیب‌های محلی پایستهٔ زنجیرهٔ پلی‌پپتیدی، مانند مارپیچ آلفا، صفحهٔ بتا، و حلقهط را می‌دهد (ساختار ثانویه). همچنین کنش‌های ضعیف (مانند پیوند هیدروژنی)، چین‌های پروتئین را پایدار می‌کنند. کنش‌ها ممکن است درون‌زنجیری (بین قسمت‌های یک تک‌پار پروتئینی) (ساختار سومین) یا بین‌زنجیری (بین تک‌پارهای مختلف) (ساختار چهارمین) رخ دهند.
پیش‌بینی ساختار پروتئین
دو زیر مسألهٔ مهم در تعیین ساختار پروتئین، محاسبهٔ انرژی آزاد آن و یافتن کمینه سراسری این انرژی است. یک الگوریتم پیش‌بینی ساختار پروتئین باید تمام فضای ساختارهای ممکن یک پروتئین را برای یافتن کمینه سراسری جستجو کند. ابعاد این فضا بسیار بزرگ است. یک رویکرد برای کاهش فضای جستجو هرس کردن آن است. می‌توان از ساختارهایی که به صورت آزمایشگاهی از پروتئین‌های مشابه پروتئین هدف تعیین شده‌اند، برای هرس کردن فضای جستجو، استفاده کرد. زانگ در مقالهٔ خود پیشرفت‌ها و چالش‌های پیش روی روش‌های تعیین ساختار پروتئین را مطرح کرده‌است.