Prolin delar många egenskaper med den alifatiska gruppen.
Prolin är formellt sett INTE en aminosyra, utan en iminosyra. Trots detta kallas den för en aminosyra. Den primära aminen på α-kolet i glutamatsemialdehyd bildar en Schiff-bas med aldehyden som sedan reduceras och ger prolin.
När prolin befinner sig i en peptidbindning har den inget väte på α-aminogruppen, så den kan inte donera en vätebindning för att stabilisera en α-helix eller ett β-blad. Det sägs ofta, felaktigt, att prolin inte kan existera i en α-helix. När prolin finns i en α-helix kommer helixen att ha en liten böjning på grund av bristen på vätebindning.
Prolin finns ofta i slutet av α-helixen eller i vändningar eller slingor. Till skillnad från andra aminosyror som nästan uteslutande finns i trans-form i polypeptider kan prolin finnas i cis-konfiguration i peptider. Cis- och transformerna är nästan isoenergetiska. Cis/trans-isomeriseringen kan spela en viktig roll i proteinernas veckning och kommer att diskuteras mer i det sammanhanget.
Prolin är den enda cykliska aminosyran.