タンパク質ファミリー
さらには1種類のタンパク質が部分的な特徴から複数のファミリーに分類されうることもある。例えば細胞外ドメインが免疫グロブリンスーパーファミリーに、細胞内ドメインがチロシンキナーゼファミリーに属す受容体(線維芽細胞増殖因子受容体)などが知られている。
ファミリーの定義は研究者により異なり、またファミリーの範囲も厳密に定義されるものではない。ファミリーより広い範囲をスーパーファミリー、より狭い範囲をサブファミリーとする分類も用いられるが、いずれも厳密に定義されるものではなく相対的な概念である。
タンパク質ファミリーおよび遺伝子ファミリーは2つの系列に分けることができる。1つは、種の分化とともに同じ祖先遺伝子が分化し、別の生物が互いに類似の遺伝子またはタンパク質を持つに至る場合で、オーソログという。これは一般に同じまたはよく類似した機能を持つ。他の1つは、遺伝子重複により、同じ種が互いに似た複数の遺伝子(タンパク質)を持つに至る場合で、パラログという。
元の1つの遺伝子が機能を保つか、あるいはその機能が不要になった場合には、パラログである他の遺伝子(または不要になった遺伝子)は機能的束縛から解放され、進化的に新しい機能を獲得することもある。一例を挙げれば、水晶体を形成しているα-クリスタリンは低分子量熱ショックタンパク質ファミリーに入れられる。つまり熱ショックタンパク質の一種が、機能的には一見異なる(ただし元来のシャペロン機能も保ち水晶体を透明化する役割を担うと考えられる)水晶体タンパク質に流用されたと考えられる。