Un domaine de protéine est un section autonome d'une protéine capable de se replier de manière indépendante dans sa structure tridimentionnelle. Il existe des moyens limités de replier les domaines protéiques puisques certains arrangements tridimensionnels spécifiques des hélices alpha, des feuillets bêta et des boucles sont plus favorables sur le plan énergétique, que d'autres. Il y a des dizaines de milliers de protéines différentes.

Mais il y a moins de 1500 domaines connus car des domaines similaires apparaissent dans de nombreuses protéines. Les protéines avec des séquences courtes d'acides aminés auront probablement un seul domaine. Néanmoins, la majorité des protéines contiennent plusieurs domaines avec des fonctions distinctes.

Les multiples domaines d'une protéine travaillent ensemble pour lui permettre de remplir son rôle. Et souvent un domaine agit pour réguler la fonction d'un autre domaine. Par exemple, lorsqu'un ligand se lie au domaine de liaison du ligand d'un récepteur, cela peut déclencher l'amélioration de la fonction enzymatique du domaine catalytique.

Les domaines protéiques ont évolué comme des modules pouvant être réarrangés pour créer de nouvelles protéines avec des fonctions uniques dans un processus appelé réarrangement de domaine. Ces unités se combinent dans des orientations différentes selon l'emplacement des extrémités N et C-terminale d'une chaîne d'acides aminés. Si le N-terminale et le C-terminale du domaine sont à proximité, la protéine deviendra une structure globulaire compacte, Alors que si les terminaisons N et C se trouvent aux extrémités opposées du domaine, la structure globale deviendra allongée et linéaire.

SRC est une protéine contenant trois domaines protéiques distincts. Deux de ces domaines, appelés domaines d'homologie SRC SH2 et SH3, permettent aux protéines contenant ces domaines de se lier à des séquences spécifiques de chaînes d'acides aminés. Chacun de ces domaines est conservé entre différentes protéines.

Le domaine SH2 se lie aux tyrosines phosphorylées et se trouve dans plus de 115 protéines différentes. Le domaine SH3 se lie aux séquences riches en proline et est trouvé 300 fois dans le génome humain. Ces domaines de protéines et autres sont des blocs de construction génétiques pour créer des protéines qui combinent plusieurs fonctions de manière unique.