Роль вторинної структури в утворенні глобули

Розглядаючи структури глобулярних білків (на сьогодні їх установлено понад 40 тис.), можна сформулювати кілька загальних правил.

1. Каркас глобули завжди складається з ділянок вторинної структури (α-спіралей та/або β-структурних шарів), гідрофобні поверхні яких, взаємодіючи між собою, утворюють гідрофобне ядро. Чому саме з ділянок регулярної вторинної структури? Це стає зрозумілим, якщо брати до уваги полярність / неполярність елементів поліпептидного ланцюга. Неполярні амінокислотні залишки прагнуть всередині глобули внаслідок гідрофобного ефекту їхній контакт з водою є дуже невигідним енергетично. Але разом з ними в неполярному оточенні мають опинитися полярні пептидні групи остова. Втрата їхніх водневих зв’язків із молекулами води є енергетично дуже невигідною (енергія водневого зв’язку є дуже високою). Єдиний вихід для пептидних груп утворити водневі зв’язки між собою, а це можливо тільки в складі ділянок регулярної вторинної структури. Отже, насичення пептидних груп водневими зв'язками у складі вторинної структури є необхідною передумовою утворення всередині глобули гідрофобного ядра. Петлі й перемички між ділянками вторинної структури знаходяться в нерегулярній конформації й залишаються на поверхні глобули, їхні пептидні групи при цьому зберігають контакт з водою.

2. Сегменти вторинної структури протягнуті від одного краю глобули до іншого. Перемички між ділянками вторинної структури залишаються на поверхні й ніколи не занурюються всередину глобули.

Обидва правила мають ясний фізичний сенс і могли б бути сформульованими, виходячи із загальних фізичних міркувань.