球状蛋白质

球状蛋白质的多肽链（一条或几条）在三度空间沿几个方向折叠、卷曲，使整个分子呈近似球状。其分子的长径与横径之比通常小于10:1。与纤维状蛋白质相比，分子结构较复杂。这类蛋白质一般可溶于水，具有特异的生物学功能。天然蛋白质主要是球状蛋白质，例如酶、激素蛋白、抗体等。在目前所了解的约2000种不同的酶中，几乎全部属于球状蛋白质。
肌红蛋白是第一个通过X线衍射分析法以确定其空间结构的球状蛋白质。它由一条多肽链构成，有153个氨基酸残基和一个血红素辅基，分子量为17800。肌红蛋白整个分子按照复杂而不对称的方式盘绕。肌红蛋白中肽链有77%呈α构象，有8段长度为7～24个氨基酸残基组成的α螺旋，在拐角处，α螺旋被破坏。在这些拐角处都有一段1～8个氨基酸残基的松散肽链；在C端也有一段5个氨基酸残基的松散肽链。脯氨酸残基都存在于拐角处，此外一些难成α螺旋的氨基酸如异亮氨酸、丝氨酸等也在拐角处出现。肌红蛋白整个分子显得十分致密结实，分子内部只有一个适于包含四个水分子的空间。具有极性基团侧链的氨基酸残基几乎全部分布在分子的表面，它们的极性基团可以与水分子结合，使肌红蛋白可溶于水； 而非极性的残基则被包在分子内部，不与水接触。血红素辅基通过组氨酸残基与肌红蛋白分子内部相连。
除了肌红蛋白以外，血红蛋白、溶菌酶、核糖核酸酶、乳酸脱氢酶等蛋白质的空间结构亦已阐明。虽然各种蛋白质都有各自特殊的折叠方式，但是根据目前研究过的球状蛋白质，发现它们在结构上均有共同之点：
❶整个分子紧密结实，内部只有能容纳几个水分子的小腔或完全没有小腔；
❷几乎所有的亲水侧链都分布在分子表面，因此均溶于水；
❸大部分疏水基团都埋在分子内部。
球状蛋白质中只有少数所含α螺旋量较多，例如肌红蛋白； 但大部分球状蛋白质中α螺旋的含量较少，如溶菌酶只有25%，细胞色素C则更少。有些球状蛋白含有β构象，如核糖核酸酶； 有些则不含β构象，如肌红蛋白等。
球状蛋白质空间结构的稳定性主要依靠疏水键、氢键、盐键等次级键维系。

肌红蛋白的三级结构

(引自Lehninger: Principles of Biochemistry.p.172,1982)