白中，四个亚基显示协同效应，其允许容易的氧从血红蛋白转移到肌红蛋白。在血红蛋白和肌红蛋白中，有时都会错误地指出含氧物质含有铁（III）。 现在已知这些物质的抗磁性是因为铁（II）原子处于低自旋状态。 在氧合血红蛋白中，铁原子位于卟啉环的平面内，而在顺磁性脱氧血红蛋白中，铁原子位于环的平面上方。 自旋态的这种变化是协同效应，这是由于氧合血红蛋白部分中较高的晶体场分裂和较小的Fe离子的原子半径。蚯蚓血红蛋白(Hemerythrin)是另一种含铁的氧载体。氧结合位点是双核铁中心。