大自然赋予每个蛋白质分子一个独特的结构，使它有高度的专一性；但蛋白质的基本结构是有规律的，多肽可能折叠的方式也是有限的。1957年，奥地利血统的英国化学家佩鲁茨和它的英国同事肯德鲁，发挥X射线衍射技术的无比威力，经过将近14年的努力，终于从分辨率6埃的电子密度分布函数得出鲸肌红蛋白分子的空间结构模型。这是一个不规则的几何形状，肽链螺旋盘来扭去，空隙中藏有一个血红素辅基，整个分子包含有153个氨基酸，2000多个原子，结构相当复杂。1962年，佩鲁茨又把更复杂的血红蛋白大体形状弄清楚了，它与鲸肌红蛋白的立体结构十分相似。随着科学技术的发展，同步辐射、强X射线源及镭探测器的使用，使测定蛋白质空间结构的时间比过去大大缩短了。
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