Суперсемейство белков — это наиболее крупная единица группировки белков, для которых может быть предположено наличие общего эволюционного предка (см. гомология (биология)). Обычно суперсемейство объединяется по принципу сходства вторичных и третичных структур («структурного сходства») белков, входящих в него[1] и по принципу сходства механизма действия белков («механистическое сходство» или «функциональное сходство»), несмотря на то, что сходства аминокислотных последовательностей в пределах суперсемейства может не наблюдаться и чаще всего не наблюдается[2]. Суперсемейства обычно содержат несколько семейств белков, которые проявляют сходство аминокислотных последовательностей внутри семейств, но не между семействами. Термин «клан белков» часто применяется по отношению к суперсемействам протеаз, на основании классификации MEROPS[2].
Члены суперсемейства белков, входящие в разные семейства, обычно не проявляют сколько-нибудь значимой или легко обнаруживаемой гомологии аминокислотных последовательностей, имея тем не менее при этом сходные вторичную и третичную структуры и нередко обладая неким функциональным подобием. Часто их бывает почти невозможно или по крайней мере очень трудно выровнять по аминокислотным последовательностям, вследствие часто наблюдаемых вставок и делеций. Например, в суперсемействе PA протеаз ни один аминокислотный остаток не является консервативным в масштабах всего суперсемейства, включая даже те аминокислотные остатки, которые входят в состав каталитических триад этих белков.
И напротив, членов отдельных семейств, входящих в состав суперсемейства, определяют именно по принципу гомологичности аминокислотных последовательностей (первичных структур) белков, входящих в семейство. Например, в суперсемействе PA протеаз есть семейство C04 протеаз.
Вторичная и третичная структуры белков, непосредственно влияющие на их функциональность (например, способность рецептора распознавать лиганды — агонисты и антагонисты, или способность фермента катализировать определённые химические реакции) — гораздо более эволюционно консервативна, чем аминокислотная последовательность. Примером этого является суперсемейство PA протеаз. В нём очень немногие аминокислотные остатки белков проявляют значительную степень эволюционной консервативности, в то время как характерные элементы вторичной структуры, равно как и их пространственное упорядочение в третичных структурах, весьма высоко консервативно.