O programa temático Biologia Estrutural (PBE) congrega docentes que, por afinidade científica, se enquadram em áreas de estudo relacionadas ao estudo da estrutura e função de proteínas e estruturas supramoleculares, como os vírus e os agregados proteicos. Essa área temática conta atualmente com 19 docentes. As linhas de pesquisa englobam a análise de proteínas e estruturas supramoleculares por abordagens como a ressonância magnética nuclear (NMR), fluorescência com varredura no tempo e frequência, microscopia de fluorescência e fluorescência com excitação dois fótons, calorimetria isotérmica de titulação e de varredura diferencial, análises por espectrometria de massa (MALDI-TOF), além de dicroísmo circular, fluorescência e infravermelho por transformada de Fourier. A utilização destas metodologias para estudar desde proteínas isoladas até interações entre parasitas e hospedeiros, mecanismos moleculares ou celulares, e para a prospecção de fármacos é um ponto predominante nas linhas de pesquisa e investigação dessa área temática.
A maioria dos grupos de pesquisa do programa utiliza a expressão heteróloga de proteínas de interesse clínico, farmacológico ou industrial em vetores bacterianos ou em leveduras, obtendo os produtos proteicos cuja estrutura e dinâmica molecular é estudada muitas vezes em resolução atômica. Assim, tanto o estudo estrutural das proteínas como o detalhamento de seus mecanismos de ação, interação com outras macromoléculas, os arranjos supramoleculares, interações patógeno-células e o desenvolvimento de fármacos e terapias são objetivos fundamentais dessa área temática de pesquisa. Além disso, a busca de novas moléculas, utilizando técnicas espectroscópicas, NMR, proteômica e outras metodologias clássicas, consolida a estratégia geral e aumenta o leque de sistemas e o arsenal de substâncias estudadas na biologia estrutural. Ressalte-se que docentes do Programa participam do consórcio internacional COVID19-NMR , que tem como objetivo a caracterização estrutural e a identificação de potenciais ligantes para todas as proteínas e segmentos de RNA não traduzidos de SARS-Cov-2.não traduzidos de SARS-Cov-2.