Fructosyltransferase là tên gọi chung cho các enzyme cĩ hoạt tính xúc tác quá trình chuyển dịch gốc fructose [10]. Quá trình trên cĩ thể xảy ra theo hai cách là cắt khơng gắn và cắt rồi gắn. Khả năng xúc tác cắt khơng gắn của enzyme là hoạt tính thuỷ phân (viết tắt là UH), cịn khả năng cắt rồi gắn là hoạt tính chuyển hố (viết tắt là UT).
22
Nhiều nhà nghiên cứu vẫn gọi tên các loại enzyme dùng sản xuất FOS là β-D- fructofuranosidase, một loại enzyme thuộc nhĩm thủy phân kí hiệu EC.3.3.1.26. Nguyên nhân cĩ thể là do hoạt tính chuyển gốc fructosyl ban đầu đươc phát hiện bởi enzyme invertase khi tiến hành thí nghiệm với mẫu cĩ nồng độ sucrose cao. Trong khi đĩ số khác gọi là enzyme fructosyltransferase, kí hiệu EC.2.4.1.9, nhằm phân biệt với nhĩm enzyme thủy phân khác [16,10,35].
Phụ thuộc vào vị trí gắn các gốc fructose lên chất nhận, enzyme này được phân ra nhiều loại với các tên gọi khác nhau như: 6G
-fructosyltransferase (6G-FT), 6F-fructosyltransferase (6F-FT) và 1F-fructosyltransferase (1F-FT). Các enzyme trên xúc tác lên phân tử sucrose tạo ra các loại FOS cĩ phân tử lượng như nhau nhưng khơng giống nhau về cấu trúc phân tử. Ba enzyme 6G
-FT, 6F-FT và 1F-FT xúc tác gắn vào phân tử đường ở các vị trí khác nhau tạo ra các đường tương ứng.
Các fructosyltransferase cĩ nguồn gốc từ thực vật chỉ cĩ hoạt tính UT, nhưng mang tính đặc hiệu cơ chất tương đối (gắn gốc fructose vào phân tử đường sucrose khác ở nhiều vị trí khác nhau). Khác với enzyme tổng hợp từ vi sinh vật, fructosyltransferase trong thực vật cĩ phân tử lượng nhỏ hơn và trong phân tử khơng chứa nhĩm glucoside. Nhiệt độ thích hợp cho hoạt động của chúng là 300
C – 450C [8].
Trong khi đĩ fructosyltransferase cĩ nguồn gốc từ vi sinh vật lại cĩ cả hai loại hoạt tính UT và UH nhưng hoạt tính gắn lại cĩ tính đặc hiệu cơ chất gần như tuyệt đối. Enzyme fructosyltransferase cĩ nguồn gốc khác nhau cũng khác nhau về cấu tạo hố học. Fructosyltransferase tổng hợp từ vi sinh vật là những enzyme đa cấu tử, cĩ phân tử lượng cao (>10.000 Da), trong phân tử cĩ chứa các nhĩm glucoside. Nhiệt độ hoạt động thích hợp của enzyme này là 500
C - 600C [36], rộng hơn so với enzyme từ thực vật, pH thích hợp là 5 - 6.5 [36] và nồng độ sucrose từ 500-850g/l [35].
Một số chất ức chế và xúc tác hoạt động chuyển hĩa của fructosyltransferase cũng được nghiên cứu. Ở lồi cây Agave americana, fructosyltransferase được xúc tác bởi các ion Ca2+
, Mg2+, Co và Li+ và bị ức chế bởi Ag+
23
Trong khi đĩ, enzyme sản xuất bởi lồi nấm sợi Aureobasidium sp. bị ức chế bởi Hg, Cu và Pb [35].
Fructosyltransferase là loại enzyme đặc hiệu, nĩ chỉ cĩ thể tác dụng xúc tác phân cắt và gắn kết gốc fructose trong phân tử sucrose hoặc các dẫn xuất của sucrose để tạo thành FOS [10]. Cịn ở trong dung dịch chỉ cĩ fructose và glucose thì enzyme này khơng cĩ khả năng xúc tác tạo FOS.
Một đơn vị hoạt tính của fructosyltransferase được tính là lượng enzyme chuyển hĩa 1 µmol sucrose trong 1 phút [17]. Cơ chế chung cho phản ứng chuyển hĩa gốc fructose như sau:
GF + fructosyltransferase → F – fructosyltransferase + G F-fructosyltransferase + GF → GF2 + fructosyltransferase
Hình 2.10: Cơ chế chuyển hĩa tạo FOS từ sucrose của fructosyltransferase [35]