－分子的高级结构

3．2．2　Mn－SOD分子的高级结构

3．2．2．1　Mn－SOD分子的二级结构

表3－2　Mn－SOD二级结构情况

Mn－SOD的CD谱表明，其含有较高程度（＞32%）的α－螺旋结构，较少β－折叠。由一级结构预测的二级结构表明，Mn－SOD中不可能存在像Cu，Zn－SOD中那种8股反平行的β－折叠，也不存在长的松散环，整个结构比较紧凑。

3．2．2．2　Mn－SOD分子的三级结构

Mn－SOD晶体的电子密度图分辨率为0．21nm，每个亚基包含两个结构域，一个结构域由3个α－螺旋组成，另一个结构域由3个α－螺旋和一个β－折叠组成，金属结合位点就在这2个结构域之间（图3－10）。围绕活性中心的是几个保守的芳香族氨基酸，其中有3个Tyr和2个Phe，都在距金属离子1nm的范围内。在Mn－SOD中，83位和160位的氨基酸在空间结构上距离很近。为了适应这个结构，Mn－SOD中与160位Gln相邻的82、83位氨基酸是体积较小的Gly。

研究表明，Mn－SOD分子结构还具有以下特征：①Mn－SOD的每个亚基包含两个结构域，N－末端结构域由2个长的反平行螺旋所占据，另一个结构域即C－末端结构域是一个α＋β桶结构，其中还包含有一个三链折叠；②连接两个结构域的cis－Pro残基以及β－折叠交叉连接附近的Gly和Pro保持折叠结构和酶功能发挥着重要作用；③维持两个区域间连接的作用力包括Arg与酸性支链间盐键，界面间强烈的疏水作用和至少10个氢键的作用；④四聚体结构具有以下对称关系（图3－11），A，B二聚体和C，D二聚体之内具有晶体学二次轴对称关系，在二聚体中A与B，C与D之间具有非晶体学二次轴的对称性。在二聚体之间包含17个水分子，而在两个二聚体之间包含的水分子较少；⑤在活性部位，每个Mn原子都具有五配位的三角双锥构型，其中一个轴向位置为水分子，其他4个配位基为三个His和一个Asp，其中两个His和Asp配位基位于赤道平面，而另一个His的咪唑基占据另一个轴向位置；⑥活性中心处于一个主要由疏水残基组成的疏“篮子”里；⑦两个亚基链能形成一个通道，该通道入口处由Arg，Met，Asn等残基组成，经过Phe，Tyr，Asn和Lys残基最终到达金属离子附近的Tyr和His残基，以上通道是底物或其他内界配体接近金属离子的必经之路。

图3－10　细菌Mn－SOD单体结构示意图

（摘自EN Baker．J Biol Inorg Chem，1998）显示二级结构元件（α－螺旋以带状结构表示，β－片层以箭头表示），用MOLSCRIPT软件画图。

图3－11　T．Thermophilus Mn－SOD的四聚体结构