生物學性質(zhì)

GI 它是工業(yè)上大規(guī)模從淀粉制備高果糖漿的關(guān)鍵酶，且該酶可將木聚糖異構(gòu)化為木酮糖, 再經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。

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)定性最高，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(jié)構(gòu)。

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(gòu)體的轉(zhuǎn)化， 而不能利用其β-旋光異構(gòu)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(yīng)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(guān)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(jié)芽孢桿菌GI 和Mn2+結(jié)合時對木糖的活性最高， 和Co2+結(jié)合時對葡萄糖的活性最高。

作用機理

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。

負氫離子轉(zhuǎn)移機制

晶體學和酶動力學的證據(jù)表明，GI 是采用金屬離子介導的負氫離子轉(zhuǎn)移機制。關(guān)于負氫離子轉(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)子使其帶負電荷，其質(zhì)子轉(zhuǎn)移是由水分子/氫氧根離子完成的。