Valgud on väga olulised bioloogilised molekulid rakud. Kaalu järgi on valgud ühiselt rakkude kuivmassi peamine komponent. Neid saab kasutada a mitmesuguseid funktsioone alates raku toest kuni raku signaliseerimiseni ja raku liikumiseni. Valkude näideteks on antikehad, ensüümid ja teatud tüüpi ravimid hormoonid (insuliin). Kuigi valkudel on palju erinevaid funktsioone, valmistatakse kõik tavaliselt ühest 20 aminohappe komplektist. Neid aminohappeid saame taim ja loomsed toidud, mida me sööme. Suure valgusisaldusega toitude hulka kuuluvad liha, oad, munad ja pähklid.
20-st aminohappest, mis tavaliselt moodustavad valke, määrab "muutuv" rühm aminohapete erinevused. Kõigil aminohapetel on vesinikuaatomi, karboksüülrühma ja aminorühma sidemed.
Aminohapete järjestus aminohapete ahelas määrab valgu 3-D struktuuri. Aminohappejärjestused on spetsiifilised spetsiifilistele valkudele ja määravad valgu funktsiooni ja toimeviisi. Isegi ühe aminohappe muutumine aminohapete ahelas võib muuta valgu funktsiooni ja põhjustada haigusi.
Aminohapete järjekord polüpeptiidahelas määratakse järgmiselt: DNA. DNA transkribeeritakse RNA transkript (Messenger RNA), mis tõlgitakse, et saada valguahela aminohapete spetsiifiline järjekord. Seda protsessi nimetatakse valkude sünteesiks.
Valgu molekulide üldklasse on kaks: globaalsed valgud ja kiulised valgud. Globulaarsed valgud on üldiselt kompaktsed, lahustuvad ja sfäärilised. Kiudvalgud on tavaliselt piklikud ja lahustumatud. Globaalsetel ja kiulistel valkudel võib olla üks või mitu valgu struktuuritüüpi neljast. Neli struktuuritüüpi on primaarne, sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne struktuur.
Valgu struktuur määrab selle funktsiooni. Näiteks struktuursed valgud, näiteks kollageen ja keratiin, on kiulised ja jämedad. Globaalsed valgud, nagu hemoglobiin, on seevastu volditud ja kompaktsed. Hemoglobiin, leitud punased verelibled, on rauda sisaldav valk, mis seob hapniku molekule. Selle kompaktne struktuur sobib ideaalselt kitsaste veresoonte läbimiseks.