葡萄糖異構(gòu)酶 固定化葡萄糖異構(gòu)酶

葡萄糖異構(gòu)酶(glucose isomerase , GI)，又稱木糖異構(gòu)酶，指的是能將D一木糖，D-葡萄糖，D核糖等醛糖異構(gòu)化為相應(yīng)酮糖的異構(gòu)酶。GI的來源非常廣泛，、和放線菌等微生物以及植物和動物細(xì)胞中均有GI的存在，它是工業(yè)上生產(chǎn)高果糖漿的關(guān)鍵酶，在高果糖漿和燃料乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

物質(zhì)介紹

葡萄糖異構(gòu)酶(glucose isomerase , GI)，又稱D-木糖異構(gòu)酶(D-xy lose isomerase)。1957 年在嗜水假單胞菌中發(fā)現(xiàn)其活性，后來有近百種和放線菌被鑒定為產(chǎn)GI 的菌株，其來源非常廣泛，、和放線菌等微生物以及植物和動物細(xì)胞中均有存在。

GI 是一種胞內(nèi)酶，參與對進入體內(nèi)的木糖的利用，其最適的天然底物為D-木糖。后來人們發(fā)現(xiàn)，其在胞外可以將D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為D-果糖。應(yīng)用這種酶可以使葡萄糖漿中朽% 以上的糖分轉(zhuǎn)化為果精， 使甜度大大提高，從此，GI 被大量應(yīng)用于高果糖漿( high fructose syrup，HFS) 工業(yè)生產(chǎn)中。

GI的催化過程主要分為4個步驟：底物結(jié)合、底物開環(huán)、氫遷移反應(yīng)（異構(gòu)化）和產(chǎn)物分子的閉環(huán)，其中氫遷移反應(yīng)被認(rèn)為是整個反應(yīng)過程的限速步驟。

烯二醇中間體催化機制

此催化機制首先提出底物是以開環(huán)方式與酶結(jié)合的。H54 作為堿性催化劑與底物C1 相互作用。底物O1 和O2 附近的水分子可能是起催化作用的酸，它使底物羰基極化從而促進烯二醇中間體的形成。

負(fù)氫離子轉(zhuǎn)移機制

晶體學(xué)和酶動力學(xué)的證據(jù)表明，GI 是采用金屬離子介導(dǎo)的負(fù)氫離子轉(zhuǎn)移機制。關(guān)于負(fù)氫離子轉(zhuǎn)移中間體形式有兩種看法，一種是陽離子形式， 在異構(gòu)化過程中， Mg-2 極化底物C1 的羰基產(chǎn)生碳正離子， Mg-1 和K183 作為路易斯酸穩(wěn)定碳正離子，同時兩個金屬離子穩(wěn)定O2 的負(fù)電荷 。另一種是陰離子形式，提出與底物的O1 、O2和D257 的羧基形成氫鍵并與催化離子Mn2+配位的水分子，將質(zhì)子轉(zhuǎn)移給D257 的CO1 而自身形成OH-離子，此OH-離子奪取底物的質(zhì)子使其帶負(fù)電荷，其質(zhì)子轉(zhuǎn)移是由水分子/氫氧根離子完成的。

用于飼料添加劑，開發(fā)蛋白源，利于吸收，提高飼料的利用率，節(jié)約成本，有助于牲畜消化，加速生長。如在豬、牛、羊、雞、鴨、鵝、魚、蝦等飼料中添加。