Invertaasi

Invertaasi eli β-fruktofuranosidaasi on monissa kasveissa, sienissä ja bakteereissa esiintyvä entsyymi, joka katalysoi sakkaroosin hydrolyysiä glukoosiksi ja fruktoosiksi. Invertaasia käytetään paljon elintarviketeollisuudessa inverttisokerisiirapin valmistamiseen. Entsyymin EC-numero on EC 3.2.1.26.

Toiminta
Invertaasi on molekyylimassaltaan noin 50–170 kDa. Entsyymiä esiintyy bakteerisoluissa sekä kasvien ja sienien kaikissa osissa, erityisesti kasvavissa ja erikoistuvissa soluissa. Entsyymi toimii parhaiten happamissa olosuhteissa ja optimaalinen pH-arvo on 4,5. Sakkaroosi sitoutuu invertaasin N-terminaaliin, jossa sijaitsevat katalyyttisesti aktiiviset aminohapot. Tärkeitä katalyyttisesti aktiivisia aminohappoja ovat aspartaatti-ionimuodossa oleva asparagiinihappo ja glutamiinihappo. Aspartaatti-ioni reagoi nukleofiilina fruktoosirenkaan C2-asemaan ja glutamiinihappo luovuttaa protonin fruktoosin ja glukoosin välisen glykosidisen sidoksen happiatomille. Tämän jälkeen näiden kahden sokerin välinen sidos katkeaa ja glukoosimolekyyli irtoaa entsyymistä. Fruktoosi on sitoutuneena kovalenttisesti invertaasin asparagiinihappoon ja vesi hajottaa tämän sidoksen, jolloin myös fruktoosi vapautuu entsyymistä.Invertaasi kykenee hydrolysoimaan myös eräitä muita sakkarideja esimerkiksi raffinoosista muodostuu fruktoosia ja melibioosia.Albert K. Athnasios & Michael Quantz: Yeasts, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2012. Viitattu 31.3.2015

Invertaasin tuottoa eliöissä säätelee lähinnä polysakkaridien sekä glukoosin ja fruktoosin määrä soluissa. Kasveissa esiintyy erityisiä invertaasin toimintaa estäviä inhibiittoriproteiineja, jotka sitoutuvat invertaasiin estäen sen toiminnan erityisesti, kun sakkaroosikonsentraatio on matala ja pH on alhainen. Suuri sakkaroosiiptoisuus ja korkeampi pH vapauttaa inhibiittoriproteiinin invertaasista.

Teollinen tuotanto
Parhaita invertaasin tuottajia ovat hiivat ja homeet ja teollisesti entsyymin tuotantoon käytetään joko leivinhiivaa tai Saccharomyces uvarum-hiivaa. Hiivaa kasvatetaan bioreaktorissa. Eliöt eivät eritä entsyymiä ulos solusta vaan invertaasi vapautuu liuokseen solujen autolyysin seurauksena. Tämän jälkeen liuos suodatetaan solujäänteistä ja invertaasi saostetaan etanolin, isopropanolin, asetonin tai natriumsulfaattiliuoksen avulla. Tämän jälkeen entsyymi puhdistetaan vielä suodattamalla aktiivihiilen läpi ja myydään joko kuivina rakeina tai vesiliuoksena.Paul Vaughan & Ian G. Macreadie: Yeasts, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley & Sons, New York, 2007. Viitattu 31.3.2015

Käyttö
Invertaasia käytetään makeiden fruktoosia ja glukoosia sisältävien inverttisokerisiirappien valmistamiseen. Lisäksi sitä käytetään pehmeäsisuksisten makeisten valmistuksessa, koska se hydrolysoi sakkaroosia ja estää täten sakkaroosin kiteytymisen valmistuksen ja varastoinnin aikana. Lisäksi yhdistettä käytetään melassisiirappien valmistuksessa niin ikään estämään sakkaroosin saostumista.Erich Lück & Gert-Wolfhard von Rymon Lipinski: Foods, 3. Food Additives, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2000. Viitattu 31.3.2015 Invertaasin E-koodi on E1103.

Lähteet

Luokka:Hydrolaasit