Сворачивание глобулярных белков в третичную структуру происходит автоматически и самопроизвольно. 3 Основной движущей силой выступает взаимодействие радикалов аминокислот с молекулами воды. 3 В этом случае глобула превращается в термодинамически стабильную структуру, которая выгодна для белка. 3

Процесс сворачивания имеет четыре стадии: 5

1. Быстрое формирование элементов вторичной структуры. 5 Они служат «зародышами» для образования более сложных архитектурных мотивов (за десятую долю микросекунды альфа-спираль охватывает пептид из 20–30 остатков). 5
2. Специфическая быстрая ассоциация некоторых элементов вторичной структуры с образованием супервторичной структуры: сочетания нескольких α-спиралей, нескольких β-цепей либо смешанные ассоциаты данных элементов. 5
3. Формирование «расплавленной глобулы» (создание основных элементов третичной структуры — сочетание α-спиралей, β-тяжей, соединяющих петель и образование гидрофобного ядра молекулы). 5 Молекула приобретает пространственную структуру, близкую к структуре нативного белка. 5
4. Формирование третичной структуры. 4 Все части полипептидной цепи оказываются фиксированными относительно друг друга и создаётся стабильная конформация белка, отвечающая минимуму свободной энергии. 4

При формировании третичной структуры все гидрофобные части погружаются внутрь молекулы, а на поверхности ориентируются гидрофильные группировки, обеспечивающие взаимодействие белковой молекулы с молекулами воды. 4