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La predicción de la estructura de las proteínas es la predicción o cálculo de la estructura tridimensional de una proteínadesde su secuencia de aminoácidos, es decir, la predicción de sus estructuras secundaria y terciaria desde su estructura primaria. La predicción de la estructura es fundamentalmente diferente del problema inverso del diseño de proteínas. Es uno de los principales objetivos de la bioinformática y de la química teórica, y altamente importante en medicina (en diseño de fármacos, por ejemplo) y biotecnología (en el diseño de nuevas enzimas, por ejemplo).
Existen dos estrategias básicas para aproximarse a la predicción de la estructura: la predicción de novo, en la que se suelen utilizar métodos estocásticos; y la predicción por comparación, en la que se recurre a una biblioteca de estructuras previamente conocidas.