Ramalan struktur tertier protein daripada hanya urutan asid aminonya merupakan masalah yang sangat mencabar, tetapi menggunakan takrifan struktur sekunder yang lebih mudah adalah lebih mudah dikendalikan.

Kaedah awal ramalan struktur sekunder dihadkan untuk meramalkan tiga keadaan dominan: heliks, helaian, atau gegelung rawak. Kaedah ini adalah berdasarkan kecenderungan pembentukan heliks atau helaian dalam kalangan asid amino individu, kadangkala digabungkan dengan peraturan untuk menganggar tenaga bebas untuk membentuk unsur struktur sekunder. Teknik pertama yang digunakan secara meluas untuk meramalkan struktur sekunder protein daripada jujukan asid amino ialah kaedah Chou-Fasman[5][6][7] dan kaedah GOR.[8] Walaupun kaedah sedemikian mendakwa mencapai ketepatan ~60% dalam meramalkan yang mana antara tiga keadaan (heliks/helaian/gegelung) sisa yang diguna pakai, penilaian pengkomputeran membuta-tuli kemudiannya menunjukkan bahawa ketepatan sebenar adalah jauh lebih rendah.[9]

Peningkatan ketara dalam ketepatan (kepada hampir ~80%) telah dibuat dengan mengeksploitasi penjajaran jujukan berbilang; pengetahuan taburan penuh asid amino yang berlaku pada kedudukan (dan di sekitarnya, biasanya ~7 sisa pada kedua-dua belah) sepanjang evolusi memberikan gambaran yang lebih baik tentang kecenderungan struktur berhampiran kedudukan itu.[10][11] Sebagai ilustrasi, protein tertentu mungkin mempunyai glisina pada kedudukan tertentu, yang dengan sendirinya mungkin mencadangkan gegelung rawak di sana. Walau bagaimanapun, penjajaran jujukan berbilang mungkin mendedahkan bahawa asid amino yang memihak kepada heliks berlaku pada kedudukan itu (dan kedudukan berdekatan) dalam 95% protein homolog yang merangkumi hampir satu bilion tahun evolusi. Selain itu, dengan mengkaji kehidrofobikan purata pada satu kedudukan serta kawasan sekitar, penjajaran sama mungkin juga mencadangkan corak kebolehcapaian pelarut sisa yang konsisten dengan heliks alfa. Diambil bersama, faktor-faktor ini akan mencadangkan bahawa glisina pada protein asal membentuk struktur α-heliks, bukannya gegelung rawak. Beberapa jenis kaedah digunakan untuk menggabungkan semua data yang tersedia untuk membentuk ramalan tiga keadaan, termasuk rangkaian neural, model Markov tersembunyi dan mesin vektor sokongan. Kaedah ramalan moden juga memberikan skor keyakinan dalam ramalan mereka pada setiap kedudukan.

Ramalan struktur sekunder yang tepat ialah elemen utama dalam ramalan struktur tertier dalam semua kes kecuali yang paling mudah (pemodelan homologi). Sebagai contoh, corak enam elemen struktur sekunder βαββαβ yang diramalkan dengan yakin ialah tanda lipatan feredoksin.[12]