A estrutura quaternária da proteína é o quarto e mais alto nível de classificação da estrutura da proteína. A estrutura quaternária refere-se à estrutura das proteínas que são compostas por duas ou mais cadeias de proteínas menores (também referidas como subunidades). A estrutura quaternária da proteína descreve o número e o arranjo de várias subunidades de proteínas dobradas em um complexo de várias subunidades. Inclui organizações de dímeros simples a grandes homooligômeros e complexos com números definidos ou variáveis de subunidades.[1] Em contraste com os três primeiros níveis da estrutura proteica, nem todas as proteínas terão uma estrutura quaternária, pois algumas proteínas funcionam como unidades únicas. A estrutura quaternária também pode se referir a complexos biomoleculares de proteínas com ácidos nucléicos e outros cofatores.
Muitas proteínas são, na verdade, conjuntos de múltiplas cadeias polipeptídicas. A estrutura quaternária refere-se ao número e disposição das subunidades da proteína umas em relação às outras.[2] Exemplos de proteínas com estrutura quaternária incluem a hemoglobina, a DNA polimerase, os ribossomos, anticorpos e canais iônicos.
Enzimas compostas de subunidades com diversas funções às vezes são chamadas de holoenzimas, nas quais algumas partes podem ser conhecidas como subunidades reguladoras e o núcleo funcional é conhecido como subunidade catalítica. Outros conjuntos referidos como complexos multiproteicos também possuem estrutura quaternária. Exemplos incluem nucleossomos e microtúbulos. Mudanças na estrutura quaternária podem ocorrer por meio de mudanças conformacionais dentro de subunidades individuais ou por meio de reorientação das subunidades umas em relação às outras. É por meio dessas mudanças, que fundamentam a cooperatividade e a alosteria em enzimas "multiméricas", que muitas proteínas sofrem regulação e desempenham sua função fisiológica.