二級結構（secondary structure）：蛋白質分子中肽鏈並非直鏈狀，而是按一定的規律捲曲（如α-螺旋結構）或摺疊（如β-摺疊結構）形成特定的空間結構，這是蛋白質的二級結構。蛋白質的二級結構主要依靠肽鏈中氨基酸殘基亞氨基（—NH—）上的氫原子和羰基上的氧原子之間形成的氫鍵而實現的。主要有：1、纖維蛋白（fibrous protein）：一類主要的不溶於水的蛋白質，通常都含有呈現相同二級結構的多肽鏈許多纖維蛋白結合緊密，併為單個細胞或整個生物體提供機械強度，起著保護或結構上的作用。2、角蛋白（keratin）：由處於α-螺旋或β-摺疊構象的平行的多肽鏈組成不溶於水的起著保護或結構作用蛋白質。3、膠原（蛋白）（collagen）：是動物結締組織最豐富的一種蛋白質，它是由原膠原蛋白分子組成。原膠原蛋白是一種具有右手超螺旋結構的蛋白。每個原膠原分子都是由3條特殊的左手螺旋（螺距0.95nm,每一圈含有3.3個殘基）的多肽鏈右手旋轉形成的。擴充套件資料α-螺旋的主要特徵1、肽鏈以螺旋狀盤卷前進，每圈螺旋由3.6個氨基酸構成，螺圈間距（螺距）為5.44埃。2、螺旋結構被規則排布的氫鍵所穩定，氫鍵排布的方式是：每個氨基酸殘基的N—H與其氨基側相間三個氨基酸殘基的C=O形成氫鍵。這樣構成的由一個氫鍵閉合的環，包含13個原子。因此，α-螺旋常被準確地表示為3.6/13螺旋。螺旋的盤繞方式一般有右手旋轉和左手旋轉，在蛋白質分子中實際存在的是右手螺旋。

1.蛋白質的一級結構：蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序，其主要連線鍵是肽鍵。2.蛋白質的二級結構：多肽鏈上的主鏈有規則的摺疊方式，包括α-螺旋，β-摺疊,β-轉角 ，無規則捲曲，Ω環等。靠氫鍵維持。3.蛋白質的三級結構：是在二級結構的基礎上進一步盤繞、摺疊形成。是蛋白質分子處於它的天然摺疊狀態的三維構象，其主要靠氨基酸側鏈之間的疏水作用力、氫鍵、範德華力和靜電作用來維持（非共價鍵）。4.蛋白質的四級結構：主要靠次級鍵（非共價鍵）維持。肽鍵兩個氨基酸可以透過縮合反應結合在一起，並在兩個氨基酸之間形成肽鍵。而不斷地重複這一反應就可以形成一條很長的殘基鏈（即多肽鏈）。這一反應是由核糖體在翻譯程序中所催化的。肽鍵雖然是單鍵，但具有部分的雙鍵性質（由C=O雙鍵中的π電子雲與N原子上的未共用電子對發生共振導致），因此C-N鍵（即肽鍵）不能旋轉，從而連線在肽鍵兩端的基團處於一個平面上，這一平面就被稱為肽平面。而對應的肽二面角φ（肽平面繞N-Cα鍵的旋轉角）和ψ（肽平面繞Cα-C1鍵的旋轉角）有一定的取值範圍；一旦所有殘基的二面角確定下來，蛋白質的主鏈構象也就隨之確定。