La proline partage de nombreuses propriétés avec le groupe aliphatique.
La proline n’est formellement PAS un acide aminé, mais un acide imino. Néanmoins, elle est appelée un acide aminé. L’amine primaire sur le carbone α du glutamate semialdéhyde forme une base de Schiff avec l’aldéhyde qui est ensuite réduit, donnant la proline.
Lorsque la proline est dans une liaison peptidique, elle n’a pas d’hydrogène sur le groupe α-amino, elle ne peut donc pas donner une liaison hydrogène pour stabiliser une hélice α ou un feuillet β. On dit souvent, de manière inexacte, que la proline ne peut pas exister dans une hélice α. Lorsque la proline se trouve dans une hélice α, l’hélice aura une légère courbure due à l’absence de la liaison hydrogène.
La proline se trouve souvent à la fin d’une hélice α ou dans des tours ou des boucles. Contrairement aux autres acides aminés qui existent presque exclusivement sous la forme trans dans les polypeptides, la proline peut exister dans la configuration cis dans les peptides. Les formes cis et trans sont presque isoénergétiques. L’isomérisation cis/trans peut jouer un rôle important dans le repliement des protéines et sera davantage discutée dans ce contexte.
La proline est le seul acide aminé cyclique.