肌红蛋白存在于肌肉中，心肌中含量特别丰富。抹香鲸肌红蛋白三级结构，这是世界上第一个被描述的蛋白质三级结。由于三级结构与蛋白质的生物学功能直接相关，而且三级结构的分析工作难度很高，所以这项工作获得学术界的非常高的评价。

铁与卟啉环及多肽链氨基酸残基的连接：铁卟啉上的两个丙酸侧链以离子键形式与肽链中的两个碱性氨基酸侧链上的正电荷相连。血红素的Fe2+与4个咯环的氮原子形成配位键，另2个配位键1个与F8组氨酸结合，1个与O2结合，故血红素在此空穴中保持稳定位置。

这种构象非常有利于运氧和储氧功能，同时也使血红素在多肽链中保持稳定。但是过量运动、劳累、阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等会产生过量的自由基。自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，而肌红蛋白是富氧链蛋白，更容易遭到自由基的攻击。遭到自由基的攻击从而引起多种疾病，如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤，与肌红蛋白被氧化存在着密切的关系。此外，更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。

抹香鲸肌红蛋白三级结构于来源于它的食物链密切相关。抹香鲸的食物为主食大型乌贼、章鱼、鱼类而乌贼、章鱼主要吃虾、蟹、等甲壳类动物和鱼类。通过精确的量子计算手段发现熟透的虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等呈现出诱人的鲜红色的原因，是因为虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等都富含虾青素，熟透的虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等的天然红色物质就是虾青素。因为三级结构肌红蛋白是抹香鲸在深海生存的必要条件，抹香鲸热衷于大型乌贼、章鱼、鱼类等的食物不是它喜欢不喜欢的问题，而是必须要摄入更多的虾青素，以保证肌红蛋白三级结构稳定而不被氧化。