प्रोटीन की तृतीयक संरचना, या उसके परिसरों की चतुर्धातुक संरचना की खोज, इस बारे में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान कर सकती है कि प्रोटीन अपना कार्य कैसे करता है और यह कैसे प्रभावित हो सकता है, यानी दवा डिजाइन में। चूंकि प्रोटीन इतने छोटे होते हैं कि उन्हें प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से नहीं देखा जा सकता, इसलिए उनकी संरचना निर्धारित करने के लिए अन्य तरीकों का इस्तेमाल करना पड़ता है। सामान्य प्रायोगिक विधियों में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी शामिल हैं, जो दोनों परमाणु रिज़ॉल्यूशन पर संरचनात्मक जानकारी उत्पन्न कर सकते हैं। हालाँकि, एनएमआर प्रयोग ऐसी जानकारी प्रदान करने में सक्षम हैं जिससे परमाणुओं के जोड़े के बीच की दूरी के एक उपसमूह का अनुमान लगाया जा सकता है, और एक प्रोटीन के लिए अंतिम संभावित अनुरूपता दूरी ज्यामिति समस्या को हल करके निर्धारित की जाती है। दोहरी ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, अंतःक्रियाओं या अन्य उत्तेजनाओं के कारण समग्र प्रोटीन संरचना और गठनात्मक परिवर्तनों को मापने के लिए एक मात्रात्मक विश्लेषणात्मक विधि है। सर्कुलर डाइक्रोइज्म प्रोटीन की आंतरिक β-शीट / α-हेलिकल संरचना निर्धारित करने के लिए एक और प्रयोगशाला तकनीक है। क्रायोइलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग इकट्ठे वायरस सहित बहुत बड़े प्रोटीन परिसरों के बारे में कम-रिज़ॉल्यूशन संरचनात्मक जानकारी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है; इलेक्ट्रॉन क्रिस्टलोग्राफी के रूप में जाना जाने वाला एक प्रकार कुछ मामलों में उच्च-रिज़ॉल्यूशन जानकारी भी उत्पन्न कर सकता है, विशेष रूप से झिल्ली प्रोटीन के द्वि-आयामी क्रिस्टल के लिए। हल की गई संरचनाएं आमतौर पर प्रोटीन डेटा बैंक (पीडीबी) में जमा की जाती हैं, जो एक स्वतंत्र रूप से उपलब्ध संसाधन है जहां से प्रोटीन में प्रत्येक परमाणु के लिए कार्टेशियन निर्देशांक के रूप में हजारों प्रोटीन के बारे में संरचनात्मक डेटा प्राप्त किया जा सकता है। प्रोटीन की तुलना में कई अधिक जीन अनुक्रम ज्ञात हैं संरचनाएँ। इसके अलावा, हल की गई संरचनाओं का सेट प्रोटीन के प्रति पक्षपाती है जिसे एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी में आवश्यक शर्तों के अधीन आसानी से किया जा सकता है, जो प्रमुख संरचना निर्धारण विधियों में से एक है। विशेष रूप से, एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी की तैयारी में गोलाकार प्रोटीन को क्रिस्टलीकृत करना तुलनात्मक रूप से आसान होता है। इसके विपरीत, झिल्ली प्रोटीन और बड़े प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को क्रिस्टलीकृत करना मुश्किल होता है और पीडीबी में उनका प्रतिनिधित्व कम होता है। संरचनात्मक जीनोमिक्स पहल ने प्रमुख गुना वर्गों की प्रतिनिधि संरचनाओं को व्यवस्थित रूप से हल करके इन कमियों को दूर करने का प्रयास किया है। प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी विधियां उन प्रोटीनों के लिए एक विश्वसनीय संरचना उत्पन्न करने का साधन प्रदान करने का प्रयास करती हैं जिनकी संरचना प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित नहीं की गई है।
इलेक्ट्रॉन क्रिस्टलोग्राफी
प्रोटीन की तृतीयक संरचना, या उसके परिसरों की चतुर्धातुक संरचना की खोज, इस बारे में महत्वपूर्ण सुराग प्रदान कर सकती है कि प्रोटीन अपना कार्य कैसे करता है और यह कैसे प्रभावित हो सकता है, यानी दवा डिजाइन में। चूंकि प्रोटीन इतने छोटे होते हैं कि उन्हें प्रकाश सूक्ष्मदर्शी से नहीं देखा जा सकता, इसलिए उनकी संरचना निर्धारित करने के लिए अन्य तरीकों का इस्तेमाल करना पड़ता है। सामान्य प्रायोगिक विधियों में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी शामिल हैं, जो दोनों परमाणु रिज़ॉल्यूशन पर संरचनात्मक जानकारी उत्पन्न कर सकते हैं। हालाँकि, एनएमआर प्रयोग ऐसी जानकारी प्रदान करने में सक्षम हैं जिससे परमाणुओं के जोड़े के बीच की दूरी के एक उपसमूह का अनुमान लगाया जा सकता है, और एक प्रोटीन के लिए अंतिम संभावित अनुरूपता दूरी ज्यामिति समस्या को हल करके निर्धारित की जाती है। दोहरी ध्रुवीकरण इंटरफेरोमेट्री, अंतःक्रियाओं या अन्य उत्तेजनाओं के कारण समग्र प्रोटीन संरचना और गठनात्मक परिवर्तनों को मापने के लिए एक मात्रात्मक विश्लेषणात्मक विधि है। सर्कुलर डाइक्रोइज्म प्रोटीन की आंतरिक β-शीट / α-हेलिकल संरचना निर्धारित करने के लिए एक और प्रयोगशाला तकनीक है। क्रायोइलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग इकट्ठे वायरस सहित बहुत बड़े प्रोटीन परिसरों के बारे में कम-रिज़ॉल्यूशन संरचनात्मक जानकारी उत्पन्न करने के लिए किया जाता है; इलेक्ट्रॉन क्रिस्टलोग्राफी के रूप में जाना जाने वाला एक प्रकार कुछ मामलों में उच्च-रिज़ॉल्यूशन जानकारी भी उत्पन्न कर सकता है, विशेष रूप से झिल्ली प्रोटीन के द्वि-आयामी क्रिस्टल के लिए। हल की गई संरचनाएं आमतौर पर प्रोटीन डेटा बैंक (पीडीबी) में जमा की जाती हैं, जो एक स्वतंत्र रूप से उपलब्ध संसाधन है जहां से प्रोटीन में प्रत्येक परमाणु के लिए कार्टेशियन निर्देशांक के रूप में हजारों प्रोटीन के बारे में संरचनात्मक डेटा प्राप्त किया जा सकता है। प्रोटीन की तुलना में कई अधिक जीन अनुक्रम ज्ञात हैं संरचनाएँ। इसके अलावा, हल की गई संरचनाओं का सेट प्रोटीन के प्रति पक्षपाती है जिसे एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी में आवश्यक शर्तों के अधीन आसानी से किया जा सकता है, जो प्रमुख संरचना निर्धारण विधियों में से एक है। विशेष रूप से, एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी की तैयारी में गोलाकार प्रोटीन को क्रिस्टलीकृत करना तुलनात्मक रूप से आसान होता है। इसके विपरीत, झिल्ली प्रोटीन और बड़े प्रोटीन कॉम्प्लेक्स को क्रिस्टलीकृत करना मुश्किल होता है और पीडीबी में उनका प्रतिनिधित्व कम होता है। संरचनात्मक जीनोमिक्स पहल ने प्रमुख गुना वर्गों की प्रतिनिधि संरचनाओं को व्यवस्थित रूप से हल करके इन कमियों को दूर करने का प्रयास किया है। प्रोटीन संरचना भविष्यवाणी विधियां उन प्रोटीनों के लिए एक विश्वसनीय संरचना उत्पन्न करने का साधन प्रदान करने का प्रयास करती हैं जिनकी संरचना प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित नहीं की गई है।