基因分離技術之開發，研究者現在已可對基因進行核苷酸定序，間接地決定產物多肽之胺基酸序列（圖3- 28），用來決定蛋白質與 DNA 序列的技術是互補的。當基因可取得時，對 DNA 定序比對蛋白質定序來得更快速

 蛋白質序列可供解讀地球上生命的歷史  演化資訊的複雜性，會以任何可能的方式儲存於蛋白質序列之中。  以一種特定蛋白質而言，對其活性重要的精氨酸殘基 會隨著演化時間保留下來，而較不重要的胺基酸殘基就有可能隨時間改變（即可能被其他胺基酸所取代），這些發生變化的殘基可以提供追蹤演化的重要資訊。  胺基酸的取代並非總是隨機的。在某些蛋白質的一級結構裡，為了保持蛋白質的正常功能，僅能容許特定精氨酸的取代。而有些蛋白質的胺基酸變異性會比其他蛋白質來得高。  基於上述及其他原因，蛋白質彼此之間的演化速率會有差異性。

R. Bruce Merrifield 的關鍵新發明是將胜肽之一端連接在固相擔體上來進行合成反應。此固相支持物是一種不溶性的聚合物（樹脂），類似管柱層析實驗中所用的填充物。  胜肽就是在此固相擔體上以重複循環之標準反應組合將胺基酸殘基一個接一個依序聯結而成（圖3-29）。  在每個連續性的步驟中，胺基酸上的保護基可避免無謂的副反應發生。

雙硫鍵的定位 如果蛋白質一級結構中有雙硫鍵存在，則它們會在定序完成後，以另一個步驟來決定。取原始蛋白質，先不打開雙硫鍵，直接以胰蛋白酶(Trypsin)切割。所得之胜肽片段與第一次胰蛋白酶切割片段比較。每一對雙硫鍵的存在會造成原有兩個片段消失，取而代之的是一條較長之片段。消失的片段代表原始多胜肽中被雙硫鍵聯結的區域。 由其他方法決定精氨酸序列 由於快速 DNA 定序法的發展、遺傳訊息的解碼以及 基因分離技術之開發，研究者現在已可對基因進行核苷酸定序，間接地決定產物多肽之胺基酸序列（圖3- 28），用來決定蛋白質與 DNA 序列的技術是互補的。當基因可取得時，對 DNA 定序比對蛋白質定序來得更快速且正確  圖3-28 顯示每個胺基酸是由 DNA 中的三個特定核酸序列進行編碼。 圖 3-28 DNA 與胺基酸序列間之對應。

蛋白質結構可分為數個層級蛋白質結構一般被定義為四個層級（圖3-16）描述整個多肽鏈中用以連結每個胺基酸殘基之共價鍵結 （主要是胜肽鍵與雙硫鍵）者稱為一級結構（primary structure），其主要組成元件即為胺基酸殘基之序列 二級結構（secondary structure）指的是由胺基酸殘基形成的一些特定的穩定排列方式，在蛋白質中會是一再重複出現的結構模式 三級結構（tertiary structure）描述的是多肽的三度空間摺疊 當一蛋白質具有兩個或以上的次單元，則其次單元在空間中之排列則稱為四級結構（quaternary structure）

個別蛋白質可經由胺基酸序列比對其與某一特定蛋白質家族之相似性。屬於同一個蛋白質家族的成員其序列通常至少有 25% 以上完全相同，且這些蛋白質至少有一些共同的結構或功能特徵。  有些特定的胺基酸序列可作為決定細胞定位、化學修飾或蛋白質半衰期的重要訊息。特殊的訊息序列，通常位於蛋白質的胺基端，可用以決定蛋白質的運送目標：包括送出細胞、送入細胞核、送至細胞表面、送至細胞質、及送至其他不同的細胞。  另有一些序列可以作為輔基聯結的位置，如醣蛋白中之醣基或脂蛋白中之脂肪鏈等。這些訊息有些已經研究得非常透徹，因此在新發現的蛋白質中如能辨識出這些特殊的序列就能加以定位。 總結 蛋白質功能之差異來自於胺基酸組成與序列的差異。對一些特定蛋白質而言，序列上的部分差異對其結構無甚影響。