Фамилия Протенко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко, которая в XVII–XVIII веках стала массово вытеснять более старые патронимы на -ович/-евич. Суффикс -енко в ту эпоху означал не столько «маленький» или «сын», сколько «потомок» или «человек, принадлежащий к роду такого-то». Поэтому Протенко — это «потомок Проти» или «сын Проти».

Основа Прот- — самый интересный и неочевидный элемент фамилии. В украинской антропонимике слово «проть» или «прота» — нестандартное. Вероятнее всего, это сокращение от крестильного имени Протасий (греч. Protasios — «передовой», «стоящий впереди»). В народной среде полные церковные имена часто усекали: Протасий превращался в Протю, Протика, а уже от этой обиходной формы и пошла фамилия. То есть Протенко — это украинский аналог русской фамилии Протасов.

Менее вероятная версия — связь с польским словом proć (устар. «прочь», «вон») или с диалектным глаголом «протать» (тереть, царапать), но такие прозвища в принципе редки и не дали бы устойчивого гнезда фамилий. Поэтому самая правдоподобная гипотеза — патроним от канонического имени Протасий.

Географически фамилия Протенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины: Полтавщина, Черкащина, Сумщина, а также к югу России, куда в XVIII–XIX веках переселялись украинские казаки и крестьяне. В казацкой среде фамилии на -енко были особенно распространены, так что предок-носитель мог быть и реестровым казаком, и крестьянином — модель образования не указывает на сословие. Встречается и вариант с ударением на первый слог — Про́тенко, но литературная норма оставляет ударение на втором: Проте́нко.