اگر بگوییم پروتئین ها مهم ترین ماکرومولکول های زیستی هستند اغراق نکرده ایم. این درشت مولکول های شگفت انگیز تقریبا تمام فعالیت هایی که در سلول انجام می شود را مستقیم یا غیرمستقیم، انجام می دهند.

پروتئین ها علاوه بر داشتن عناصری در ساختار خود که ساختار شیمیایی آن را مانند هر ترکیب شیمیایی دیگری می سازند دارای ساختاری سه بعدی هم هست. یعنی ساختار اول پروتئین همان ساختار شیمیایی معمول آن است که از اتم هایی مانند کرین، نیتروژن، هیدروژن و … تشکیل شده اما ساختار دوم، سوم و چهارم آن، شکل فضایی را ایجاد می کنند که به پروتئین اجازه فعالیت می دهد. پروتئین ها به علت توانایی ذاتی که در انجام فعالیت های مختلف باید داشته باشند، باید انعطاف پذیر هم باشند یعنی بتوانند با اتصال به پیش ماده های خود، تغییری در شکل فضاییشان ایجاد کنند و واکنش مربوطه را انجام دهند. در واقع می توان گفت پروتئین جایی در لبه تعادل و عدم تعادل از نظر شیمیایی قرار دارد.

یکی از مسائل حل نشده در زیست شناسی، protein folding یا تاخوردن پروتئین هاست. به این معنا که پروتئین برای تبدیل ساختار اول خود که دوبعدی است به ساختارهای دوم، سوم و چهارم، باید به گونه ای پیچ و تاب بخورد تا بتواند ساختاری سه بعدی ایجاد کند که توانایی اتصال به پیش ماده را داشته باشد. این تاخوردگی به اندازه ای دقیق است که اگر اتفاقی رخ دهد و پروتئین به طور صحیح تا نخورد یا اصطلاحاً misfold شود و این پروتئین های misfold شده تجمع پیدا کنند می تواند باعث ایجاد بیماری شود؛ به عنوان مثال در به علت تجمع بیش از حد پروتئین های misfold شده آمیلوئید بتا در مغز، فرد دچار آلزایمر می شود. هنوز در آزمایشگاه های بیوشیمی نتوانسته ایم پروتئینی را از صفر تا صد خودمان تولید کنیم! اما در عین حال اطلاعات زیادی هم درباره ساختار پروتئین ها داریم. این اطلاعات در بانک های پروتئینی ذخیره می شوند و این امکان را به دانشمندان می دهند که بتوانند ساختار پروتئین را از طریق نرم افزار بررسی کنند.

این که چطور اطلاعات خام به دست آمده در آزمایشگاه می تواند منجر به ایجاد نرم افزاری شود که شکل فضایی پروتئین را مدل سازی کند و با دادن متغیرهایی آن شکل را به درستی تغییر کند سوالی است که متخصصین علوم کامپیوتر و بیوانفورماتیک پاسخ می دهند.