葡萄糖異構酶(glucose isomerase , GI)，又稱D-木糖異構酶(D-xy lose isomerase)。1957 年最早在嗜水假單胞菌中發(fā)現(xiàn)其活性，后來有近百種細菌和放線菌 被鑒定為產(chǎn)GI 的菌株 [1]  ，其來源非常廣泛，細菌、真菌和放線菌等微生物以及植物和動物細胞中均有存在。

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 [2]  。后來人們發(fā)現(xiàn)，其在胞外可以將D-葡萄糖轉化為D-果糖 。應用這種酶可以使葡萄糖漿 中朽% 以上的糖分轉化為果精， 使甜度大大提高，從此，GI 被大量應用于高果糖漿 ( high fructose syrup，HFS) 工業(yè)生產(chǎn)中。

結購特點

雖然不同種屬來源的GI 的一級結構有一定的差異，但在空間結構上具有相似性。GIase 都是非糖蛋白，一般以四聚體或二聚體形式存在。其亞基單體分子質量為19 ～ 52 kD。四聚體亞基之間都以非共價鍵相結合，無二硫鍵，二聚體之間的結合力強于二聚體內(nèi)的亞基間結合力，亞基單體間符合222點群對稱分布，每個亞基單體分兩個結構域 [3]  。N端的主結構域: 由8 股α /β 螺旋折疊結構圍成具有催化作用的“催化口袋”，內(nèi)層由8 條平行的β 折疊片構成，外層由8 股與β 折疊片交替相鄰的α 螺旋構成，α 螺旋的肽鏈走向與β 折疊片成反平行，活性中心則位于β 折疊的近C 端口部。C 端的小結構域：由幾段α 螺旋無規(guī)則卷曲成一個遠離N 端的不規(guī)則環(huán)狀結構，該結構域參與亞基間的相互作用及活性中心的構建。

四聚體葡萄異構酶有4 個活性中心，呈口袋狀，活性中心位于亞基催化域β 桶的近C 端口部。每個活性中心由2 個相鄰亞基構成，包含2 個二價金屬離子結合位點，以及與底物結合和催化過程相關的保守殘基。

熱穩(wěn)定性

乳酸桿菌和埃希桿菌GI 的熱穩(wěn)定性較差，鏈霉菌 和枯草芽孢桿菌 GI 在高溫下相當穩(wěn)定。嗜熱高溫菌(Thermus thermophi lus)GI 的熱穩(wěn)定性*，可能是它對Val 及Pro 等氨基酸的偏愛選擇,使其具有更緊密的空間結構  。

底物專一性

GI 除了D-葡萄糖和D-木糖外， 還能以D-核糖 、L-阿拉伯糖 、L-鼠李糖 、D-阿洛糖 和脫氧葡萄糖 以及葡萄糖C-3 、C-5 和C-6 的修飾衍生物為催化底物。但是GI 只能催化D-葡萄糖或D-木糖α-旋光異構體的轉化， 而不能利用其β-旋光異構體為底物。

最適pH和最適溫度

GI 的最適pH 通常微偏堿性， 在7.0 ～ 9.0 之間。在偏酸性的條件下，大多數(shù)種屬的GI 活力很低，GI 最適反應溫度一般在70 ～ 80 ℃。

金屬離子的影響

GI 的活力及穩(wěn)定性跟二價金屬離子有重大關系，Mg2+ 、Co2+ 、Mn2+ 等對該酶有激活作用，Ca2 + 、Hg2 + 、Cu2+等則起抑制作用。金屬離子還影響GI 對不同底物的活性，如凝結芽孢桿菌GI 和Mn2+結合時對木糖的活性*， 和Co2+結合時對葡萄糖的活性*。

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