Proteolyyttisten entsyymien laajimmin tutkittu ryhmä käsittää seriiniproteaasit. Kuten nimestä käy ilmi, jokaisella tämän ryhmän jäsenellä on aktiivisessa kohdassaan reaktiivinen seryyliaminohappojäännös.

Seriiniproteaasit jaetaan kahteen perheeseen: trypsiineihin ja subtilisiineihin.

Tripsiiniperhe on suurin, ja siihen kuuluvat muun muassa trypsiini ja kymotrypsiini, elastaasi, mastosolujen tryptaasi sekä monet veren hyytymistä ja fibrinolyysiä säätelevät tekijät.

Tripsiinityyppisten entsyymien aminohappopitoisuus on hyvin samanlainen. Niitä esiintyy selkärankaisissa ja muissa eläimissä sekä sienissä ja prokaryoottisoluissa. Subtilisiinejä sen sijaan esiintyy vain bakteereissa. Trypsiiniperheen jäsenet luokitellaan sen mukaan, minkä tyyppinen aminohappo esiintyy ensisijaisessa pilkkoutumiskohdassa.

Elastaasi ja kymotrypsiini pilkkovat hydrofobisten ja aromaattisten aminohappojen jälkeen, kun taas muut trypsiinin kaltaiset proteaasit pilkkovat vain C-terminaalisen puolen emäksisiä aminohappoja arginiinia tai lysiiniä. Aminohapposekvenssi ja siten myös kolmiulotteinen rakenne eroavat täysin trypsiinien ja subtilisiinien välillä. Trypsiinin ja subtilisiinin katalyyttisesti aktiiviset domeenit ovat siis todennäköisesti kehittyneet toisistaan riippumatta, kahdesta eri geenistä lähentyneinä.

Koska aktiivisten paikkojen kolme toiminnallisesti tärkeää aminohappoa, seriini (Ser), asparagiinihappo (Asp) ja histidiini (His), ovat kuitenkin sijoittuneet samaan geometriseen suhteeseen molempien suvun kaikissa jäsenissä, proteolyyttiset mekanismit ovat hyvin samanlaisia.

Tästä seikasta voidaan päätellä, että kolmen katalyyttisesti aktiivisen aminohapon sijoittelu aktiiviseen kohtaan on erittäin tehokas peptidisidosten hydrolyysin kannalta. Nisäkkäiden seriiniproteaasit syntetisoidaan yleensä inaktiivisina proentsyymeinä, zymogeeneinä, jotka koostuvat yhdestä peptidiketjusta. Aktivoituminen tapahtuu, kun zymogeeni pilkotaan yhdestä tai useammasta spesifisestä kohdasta. Tavallisimmin tällainen pilkkominen tapahtuu toisen proteaasin vaikutuksesta. Useimmissa seriiniproteaaseissa on kaksi toiminnallisesti erillistä osaa.

Alue, jossa katalyyttisesti aktiiviset aminohapot sijaitsevat, on hyvin samanlainen trypsiinissä ja kymotrypsiinissä sekä veren hyytymiseen osallistuvissa seriiniproteaaseissa. Toinen alue sijaitsee entsyymin ulkoisissa osissa. Tämä alue on huomattavan suuri veren hyytymistä ja fibrinolyysiä säätelevissä seriiniproteaaseissa, ja siinä voidaan erottaa neljä pääasiallista rakennetyyppiä: kringle-domeenit, kasvutekijä-domeenit, K-vitamiinista riippuvaiset karboksyloidut kalsiumia sitovat domeenit ja domeenit, jotka ovat homologisia fibronektiinin sormirakenteen kanssa.

Kaikkia neljää domeenityyppiä ei esiinny kaikissa seriiniproteaasiryhmissä.

Elävässä organismissa tuotetaan proteolyyttisiä entsyymejä (proteaaseja), joiden tehtävänä on proteiinien hajottaminen ja muokkaaminen. Proteolyyttisten entsyymien päätehtävänä on hajottaa proteiinit peptideiksi tai aminohapoiksi, joita käytetään joko energianlähteenä tai rakennusaineina proteiinien uudelleensynteesissä. Lisäksi proteolyyttiset entsyymit muokkaavat soluympäristöjä ja helpottavat solujen migraatiota haavojen korjaantumisen ja syövän, hedelmöittyneen munasolun ovulaation ja implantaation, alkion morfogeneesin ja maitorauhasten involuution yhteydessä imetyksen jälkeen.

Muuten tärkeä proteaasien tehtävä on niiden rooli säätelijöinä prosesseissa, kuten tulehduksessa, infektiossa ja veren hyytymisessä. Useimmat proteolyyttiset entsyymit ovat erittäin spesifisiä substraatilleen. Proteaasien luokittelu ei kuitenkaan perustu niiden substraatin valintaan vaan niiden toimintamekanismiin.

Neljä erilaista proteolyyttisten entsyymien ryhmää, jotka on nimetty katalyyttisestä aktiivisesta aktiivisuudesta vastaavan aktiivisen alueen aminohappojäännöksen mukaan, erotetaan yleensä toisistaan: asparagiiniproteaasit (esim.esim. pepsiini), kysteiiniproteaasit (esim. kathepsiini B ja kathepsiini H), seriiniproteaasit (esim. trypsiini, trombiini ja plasmiini) ja metalloproteaasit (esim. kollagenaasit ja gelatinaasit). Vaikka kunkin proteolyyttisen entsyymiryhmän jäsenillä voi olla hyvin erilaisia biologisia tehtäviä, aminohappoanalyysit osoittavat usein niiden välillä suurta rakenteellista samankaltaisuutta. Yhden entsyymin rakenteen ja toimintamekanismin yksityiskohtainen tuntemus voi monissa tapauksissa paljastaa ymmärrystä saman ryhmän muiden entsyymien rakenteesta ja toiminnoista.