トリオースリン酸イソメラーゼ
166番から176番の残基で構成されるこのループは、基質のリン酸基に水素結合を形成する。この反応はエンジオール中間体や反応過程のその他の遷移状態を安定化させる。
反応を速度論的に可能にすることに加え、TPIのループは反応しやすいエンジオール中間体がメチルグリオキサルと無機リン酸に分解されるのを防ぐために隔離する。酵素と基質のリン酸基の間の水素結合は、そのような分解を立体電子的に不利にする。メチルグリオキサルは毒性があるため、もし形成された場合には、グリオキサラーゼシステムによって取り除かれる。
活性部位に近い12番残基のリシンも、酵素の機能に不可欠であることが示唆されている。生理的pHでプロトン化されるリシンは、リン酸基の負電荷を中和するのを助ける。このリシンが中性アミノ酸に変異すると、TPIは全ての機能を失うが、他の正電荷を持つアミノ酸に変異した場合は、一部の機能が保たれる。
中間体として「エンジオール」を形成する。遷移状態を含めたそれぞれの段階の自由エネルギーの変化は、下の図のようになっている。
TPIの構造は、DHAPとGAPの変換を促進する。165番残基の求核的なグルタミン酸が基質を脱プロトン化し、求電子的な95番残基のヒスチジンが陽子を供給してエンジオール中間体を形成させる。脱プロトン化されるとエンジオールは分解し、プロトン化された165番のグルタミン酸から陽子を取り込んで、GAPを形成する。逆反応の触媒も相同のメカニズムであり、同じエンジオールを形成する。
TPIは、拡散律速である。熱力学には、DHAPの形成はGAPの形成よりも20倍も起こりやすい。しかし解糖系では、代謝の次の段階でのGAPの消費はその生成の方向へ反応を進ませる。TPIは、活性中心と結合してしまう硫酸、リン酸、ヒ酸のイオンによって阻害される。その他の阻害剤には、遷移状態アナログである2-ホスホグリセリン酸や基質アナログであるD-グリセロール1-リン酸がある。