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La classificazione può essere fatta in base alla composizione chimica, alla configurazione molecolare o alla solubilità. Si distinguono così proteine semplici (costituite da soli amminoacidi) e proteine coniugate (costituite da una proteina semplice e da un gruppo prostetico di natura non proteica. Tra le proteine semplici:
- proteine fibrose, generalmente insolubili nei solventi acquosi ed a volte inattaccabili dagli enzimi proteolitici
- collageno (costituente essenziale del tessuto connettivo)
- elastina (componente principale delle fibre elastiche e delle pareti vasali)
- cheratina (componente essenziale dell'epidermide)
- proteine globose o globurali, solubili in acqua e cristallizzabili
- protamine (di struttura semplice, simile ai peptoni)
- istoni (di struttura semplice, simile ai peptoni)
- albumine, assai diffuse nel mondo animale
- globuline, insolubili in acqua, si trovano nel sangue, nel muscolo, nei tessuti in genere e nei semi
- prolamine, caratteristiche del mondo vegetale.
Tra le proteine coniugate: (costituite almeno da apoproteina+gruppo prostetico)
- Emoglobina : Apoproteina + gruppo Eme + Fe
- clorofille : Apoproteina + Anello tetrapirrolico + Mg
- Opsine : Apoproteina + Retinale
Un'ulteriore suddivisione delle proteine è quella che le distingue in base alla loro funzione.
- le proteine strutturali sono componenti delle strutture permanenti dell'organismo ed hanno principalmente una funzione meccanica. Due esempi sono il collagene e l'elastina, presenti nella matrice dei tessuti connettivi.
- le proteine di trasporto si legano (in genere con legami deboli) a sostanze poco (o comunque non abbastanza) idrosolubili e ne consentono il trasporto nei liquidi corporei. Comprendono ad esempio le proteine del sangue che trasportano i lipidi e il ferro, nonché l'emoglobina che trasporta l'ossigeno. Molto importanti sono anche le proteine di trasporto delle membrane cellulari, che permettono un passaggio selettivo di molecole idrosolubili e ioni.
- le immunoglobuline (dette anche anticorpi) sono proteine che si legano a molecole normalmente non presenti nell'organismo, concorrendo alla difesa dello stesso.
- gli enzimi sono proteine catalitiche. Essi accelerano enormemente la velocità di specifiche reazioni chimiche, determinando quali, tra le pressoché infinite reazioni che potrebbero avvenire tra le sostanze presenti, avvengono realmente a velocità apprezzabile. Di fatto, ogni molecola appena un po' complessa presente in un essere vivente è prodotta da enzimi.
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