Uma proteína é alostérica quando a ligação de um ligante num sítio muda a afinidade de outro sítio, por uma mudança de conformação transmitida através da molécula. Quando os dois sítios ligam o mesmo ligante e o efeito é positivo, a ligação é cooperativa: a saturação fracionária sobe com a concentração do ligante como uma sigmoide, e não como uma hipérbole, descrita empiricamente pela equação de Hill com um coeficiente de Hill (hemoglobina: para seus quatro sítios; mioglobina, de um sítio: ). A hemoglobina existe em duas conformações quaternárias, o estado T (tenso, de baixa afinidade, favorecido quando nenhum oxigênio está ligado) e o estado R (relaxado, de alta afinidade), e alterna entre elas como um todo; prótons, dióxido de carbono e 2,3-bisfosfoglicerato estabilizam o T e assim baixam a afinidade — o efeito Bohr, pelo qual o tecido em trabalho, ácido e quente, retira mais oxigênio do sangue.
Exemplos
Exemplo 7.11 (A hemoglobina em números)
Tome , , (de modo que ) e . À pressão parcial de oxigênio do sangue arterial, , e ; a , o valor venoso em repouso, ; a , — o modelo reproduz a pressão de meia-saturação de ; a , num músculo em exercício, . Um transportador não cooperativo de mesma pressão de meia-saturação daria nos pulmões e no músculo, descarregando de sua capacidade onde a hemoglobina descarrega . A cooperatividade é o que faz um transportador que carrega por completo a uma pressão e descarrega quase tudo a uma pressão apenas cinco vezes menor.