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.
اصلاح سطح مواد زیستی با پروتئین‌ها
از آنجا که پروتئین‌ها از توالی‌های مختلف اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند، پروتئین‌ها می‌توانند عملکردهای متفاوتی داشته باشند زیرا شکل ساختاری آن که توسط تعدادی از پیوندهای مولکولی تغییر می‌کند. اسیدهای آمینه ویژگی‌های مختلفی از جمله قطبی بودن، غیر قطبی بودن، بار مثبت یا منفی را دارند که با داشتن زنجیره‌های جانبی مختلف تعیین می‌شود؛ بنابراین، اتصال مولکولها با پروتئین‌های مختلف، به عنوان مثال، توالی‌های حاوی آرژنین-گلیسین-آسپارتات (RGD) انتظار می‌رود سطح داربستهای بافت را اصلاح کند و هنگامی که در محیط فیزیولوژیکی آن قرار می‌گیرد، باعث بهبود چسبندگی سلول می‌شود. تغییرات اضافی سطح می‌تواند از طریق اتصال گروه‌های عملکردی از الگوهای 2D یا 3D بر روی سطح باشد به طوری که چینش سلول هدایت می‌شود و تشکیل بافت جدید بهبود می‌یابد.