TGase tham gia phản ứng hình thành liên kết isopeptide giữa nhóm glutamine của γ- carboxamide và các nhóm ε-amine bậc 1 của nhiều hợp chất khác nhau, ví dụ protein (Hình 1.6a). Kết quả là chuyển một nhóm acyl từ cơ chất này sang cơ chất khác, đồng thời giải phóng khí ammonia. Phản ứng này cho phép gắn các nhóm kỵ nước hoặc ưa nước vào phân tử protein. Khi chất nhận nhóm acyl là lysine, sẽ làm tăng hàm lượng amino acid này trong protein. Khi đó, sẽ hình thành liên kết ε-(γ-glutamylo) lysine tạo thành chuỗi polypeptide (Hình 1.6b) (Kieliszek and Misiewicz, 2014). Các liên kết isopeptide góp phần làm ổn định mạng lưới protein, hình thành các liên kết ngang nội phân tử và liên phân tử (Kieliszek và Błażejak, 2017). Trong trường hợp không có amin, nước có thể đóng vai trò như là chất nhận nhóm acyl, khi đó sẽ xảy ra phản ứng khử amin kết quả là hình thành glutamic acid và ammonia (Hình 1.6c) (Kuraishi và cộng sự, 2001; Jaros và cộng sự, 2006).
20
Hình 1.6. Các phản ứng được xúc tác bởi transglutaminase
(a)Phản ứng chuyển nhóm acyl, (b) Phản ứng tạo liên kết ngang, (c) Khử amin
Ái lực của TGase đối với các loại protein khác nhau phụ thuộc vào sự phân bố của gốc Glutamin cũng như cấu trúc cấp 2 và cấp 3 của protein (Matsumura và cộng sự, 1996). Casein là một cơ chất thích hợp cho TGase (Lilla và cộng sự, 2012). Nhờ vào cấu trúc cuộn xoắn ngẫu nhiên, linh hoạt và không có liên kết disulphide nên casein có thể dễ dàng tạo liên kết với TGase. Ngược lại, do cấu trúc hình cầu nên whey protein tạo liên kết kém hơn (Sharma và cộng sự, 2002).
Trong các loại casein, κ-casein được cho là cơ chất phù hợp nhất để tạo liên kết với MTGase, sau đó là β-casein (Jaros và cộng sự, 2006).
Chính nhờ vào khả năng này mà hiện nay TGase đã và đang được nghiên cứu để ứng dụng vào sản xuất sữa chua, phô mai cũng như các sản phẩm thực phẩm khác.