在酶分子中经常可以看到由若干相邻的二级结构元件（主要是α-螺旋和β-折叠片）组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合（combination）或二级结构串（cluster），在多种酶中充当三级结构的构件，称为超二级结构（super-secondary structure）、标准折叠单位（standard folding unit）或折叠花式（folding motif）。超二级结构的概念是由Rossman于1973年首次提出。现在已知的超二级结构有三种基本的组合形式：α α、β β和β α β。α α是一种α-螺旋束，它经常是由两股平行或者反平行排列的右手螺旋段互相缠绕而成的左手卷曲螺旋（coiled coil）或称超螺旋。β β在酶中多是由一条多肽链的若干段β-折叠股反平行组合而成，两个β-折叠股间通过一个短回环发夹（hairpin）连接起来。最简单的β β折叠花式是β-发夹[β-hairpin，图7-2（1）]结构，由几个β-发夹可以形成更大的折叠片图案，例如β-曲折和希腊钥匙拓扑结构。β-曲折[β-meander，图7-2（3）]是一种常见的超二级结构，由氨基酸序列上连续的多个反平行β-折叠股通过紧凑的β-转角连接而成。β-曲折含有与α-螺旋相近的氢键（约占全部可能形成的主链氢键的2/3）。希腊钥匙拓扑结构[greek key topology，图7-2（2）]直接用古希腊陶瓷花瓶上的一种常见图案命名，当折叠片的亲水面朝向观察者时，从氮末端到碳末端的回旋几乎总是逆时针的。βαβ是由两段平行的β-折叠股和一段作为连接链（connector）的α-螺旋组成，β-折叠股之间还有氢键相连；相接链反平行地交叉在β-折叠片的一侧，β-折叠片的疏水侧链面向α-螺旋的疏水面，彼此紧密装配。作为连接链的α-螺旋外还可以是无规卷曲。最常见的β α β组合是由3段平行β-折叠股和两段α-螺旋构成，相当于两个β α β单元组合在一起，此结构称为Rossman折叠（β α β α β）。有时候近十来个β α β单元组合在一起，形成了一种马蹄铁（horseshoe）形状的结构[图7-2（4）和（5）]。几乎在所有实例中，连接链都是右手交叉（right-hand crossover）的，只有两个例外，枯草杆菌蛋白酶和葡萄糖磷酸异构酶中是左手交叉连接的。这是一种拓扑学现象，是由于L-氨基酸的伸展多肽链（β-折叠股）倾向于采取右手扭曲结构（right-handed twist structure）而产生的。

图7-2 酶的超二级结构（1）β-发卡结构（2）希腊钥匙拓扑结构（3）β-曲折结构（4）和（5）马蹄铁结构(www.daowen.com)