ADA以小形式（作为单体）和大形式（作为二聚体 -复合物）存在。在单体形式中，酶是多肽链，折叠成8股平行的α/β桶，其围绕作为活性位点的中央深口袋。除8个中心β-桶和8个外周α-螺旋外，ADA还含有5个额外的螺旋：残基19-76倍折成三个螺旋，位于β1和α1折叠之间；两个反平行的羧基末端螺旋位于β-桶的氨基末端。
ADA活性位点含有锌离子，锌离子位于活性位点的最深凹陷处，由来自His15，His17，His214，Asp295和底物的五个原子配位。锌是活动所必需的唯 一辅助因子。
底物腺苷被稳定并通过9个氢键与活性位点结合。与基质嘌呤环大致共面的Glu217的羧基在适当位置与基质的N1形成氢键。Asp296的羧基也与底物嘌呤环共面，与底物的N7形成氢键。Gly184的NH基团处于与底物的N3形成氢键的位置。Asp296与Zn形成键离子以及底物的6-OH。His238也与底物6-OH形成氢键。底物核糖的3'-OH与Asp19形成氢键，而5'-OH与His17形成氢键。在活性位点的开口处，通过基质的2'-OH和3'-OH，在水分子上形成另外两个氢键。
由于酶内活性位点的凹陷，基质一旦结合，几乎完全与溶剂隔离。当结合时，基材对溶剂的表面暴露是自由状态下基材的表面暴露的0.5%。
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