细胞外超氧化物岐化酶（EC-SOD）是一种分泌型糖蛋白,有四个相同的亚基组成,每个亚基含有一个Cu原子和一个Zn原子。EC-SOD的一级结构可以分为三部分:N-末端,负责四聚体的形成,其中还含有糖基化位点;活性中心,负责发挥酶活性的部位,可以耐受极端pH,高温以及强变性剂,与CuZnSOD有较高的同源性;C-末端,提供对肝素和Ⅰ型胶原蛋白的亲和力,使EC-SOD可以结合于细胞间质上,最近有研究者发现,C-末端还有核转位信号的作用,使EC-SOD存在于细胞核中。由于二硫键形成方式的不同,EC-SOD可以分为两种形式:一种有活性（aEC-SOD）,一种无活性（iEC-SOD）。人源EC-SOD分子量过大无法利用NMR测定其结构,天然糖基化的蛋白无法形成结晶,而经过突变去除糖基化的EC-SOD则是不溶性的,均无法利用X晶体衍射法测定结构,所以至今没有获得其三维结构,对其反应的机理也没有透彻的了解。本研究以已经获得三维结构的铜锌超氧化物歧化酶（CuZnSOD）为模板,通过同源建模的方法得到aEC-SOD与iEC-SOD的活性中心三维构象并使用分子动力学模拟方法,比较分析三个蛋白与超氧根阴离子的相互作用特征。依据这些特征,探讨aEC-SOD反应的机理,解释iEC-SOD失去活性的原因。本研究同时利用分子生物学实验和蛋白质工程技术,构建了aEC-SOD活性中心的基因,并经过体外重组表达获得其蛋白。通过对蛋白的理化性质表征来验证模拟的正确性。 研究结果表明,aEC-SOD活性中心的结构与CuZnSOD的十分相似,Cu离子周围的四个His形成四面体,稳定Cu离子,Arg距离合适,可以与Cu离子形成反应中间复合物,超氧根离子通道大小合适,可以形成稳定的反应复合体。而iEC-SOD的活性中心则有了较大改动,Arg的位置改变,无法形成反应中间复合物。因此,iEC-SOD无法保有活性。 本研究模拟了aEC-SOD与iEC-SOD活性中心的三维结构,探讨了aEC-SOD活性中心反应的机理,并解释了iEC-SOD无活性的原因。对EC-SOD的进一步研究起到了指导作用。