インベルターゼもβ-フルクトフラノシドフラクトオリゴラーゼ、Aグリコシルヒドロラーゼ酵素自然に豊富として知られています。スクロースを構成する2つの単糖の間のグリコシド結合を加水分解して、「反転」糖であるグルコースとフルクトースを生成することができます。
それは微生物、動物、植物に存在しますが、酵素学の分野で多くの先駆的な速度論的研究のモデルとして役立っているため、最も研究されている酵素は植物起源のものと細菌や酵母のものです。
植物インベルターゼ酵素の分子構造（出典：ジャワハールスワミナタンとWikimedia Commonsを介したEuropean Bioinformatics InstituteのMSDスタッフ）
インベルターゼは、それが発現される生物の生理学的必要性に応じて、ATPおよびNADHを得るために使用できるグルコース残基の放出を可能にする触媒反応に参加する。これにより、とりわけ、異なるオルガネラまたは組織において貯蔵多糖を合成することが可能である。
このタイプの酵素はまた、植物では遺伝子発現の調節に重要な機能を持つ単糖類を生成することができるため、分化と細胞発達の制御にも関与しています。
それらは通常、ブドウの果実、エンドウ豆、ニホンナシ、およびオートムギの皮に含まれています。最も商業的に利用されている酵素は、S。cerevisiaeなどの酵母のものと特定のタイプの細菌のものです。
特徴
自然界では、さまざまな形のインベルターゼが見られ、これは主に対象となる生物に依存します。たとえば、酵母には2種類のインベルターゼがあります。細胞内またはサイトゾルと、細胞外またはペリプラズム（細胞壁と原形質膜の間）です。
細菌では、インベルターゼはスクロースの加水分解で機能しますが、この基質の高濃度に直面すると、フルクトシル残基を二糖スクロースに転移できるため、フルクトシルトランスフェラーゼ活性も示します。
これらの酵素は非常に広いpH範囲で機能する可能性があるため、一部の著者はこれらを次のように分類できると提案しています。
-酸性（pH 4.5と5.5の間）
-ニュートラル（pHは7に近い）
-アルカリ（pH 6.5〜8.0）。
アルカリ性インベルターゼはほとんどの植物とシアノバクテリアで報告されていますが、バクテリアは中性とアルカリ性のpHで活性なインベルターゼを持っています。
野菜インベルターゼ
植物には3つのタイプのインベルターゼ酵素があり、それらは異なる細胞内コンパートメントに位置し、異なる特性と生化学的特性を持っています。
同様に、記載された各タイプのインベルターゼの機能は、それらが明らかに植物中の特定の細胞経路に「直接」スクロース二糖を「誘導する」ため、異なる。
したがって、細胞内の場所に応じて、植物起源のインベルターゼは次のようになります：
-液胞インベルターゼ
-細胞外インベルターゼ（細胞壁内）
-サイトゾルのインベルターゼ。
液胞インベルターゼは、液胞の内腔に2つの可溶性および酸性アイソフォームとして存在しますが、「細胞外」インベルターゼは、イオン性相互作用を介して原形質膜に関連する末梢膜タンパク質です。
液胞および細胞外インベルターゼは両方ともフルクトース残基から始まるスクロースの加水分解を触媒するので、それらはβ-フルクトフラノシダーゼと呼ばれ、β-フルクトース残基を含む他のオリゴ糖にも作用することが示されている。特定ではありません。
植物インベルターゼのもう1つのタイプは、2つの中性/アルカリ性アイソフォームとしても存在するサイトゾルインベルターゼです。これらはスクロースに特異的であり、他の2つほど研究されていません。
構造
これまでに説明されたほとんどのインベルターゼは、二量体およびさらには多量体の形態を有する。知られている唯一の単量体インベルターゼは細菌のものであり、これらの生物では、23〜92 kDaの分子量を持っています。
植物の液胞および細胞外インベルターゼの分子量は55から70 kDaで、大部分はN型糖鎖です。これは、原形質膜の外面に関連する、自然界に見られるほとんどの細胞外インベルターゼに当てはまります。
酵母アイソエンザイムは、135から270 kDaの範囲のやや高分子量を持っています。
細菌酵素を用いて行われた他の研究はまた、これらの酵素がβ折り畳み構造が豊富な触媒中心を有することを示した。
特徴
それらが発現される生物に応じて、インベルターゼ酵素は、糖の輸送およびスクロースのその構成単糖への加水分解に加えて、多くの基本的な機能を果たすことができる。しかし、最もレビューされた自然の機能は植物からのものです。
植物におけるインベルターゼの代謝機能
インベルターゼ酵素の基質であるスクロースは、光合成中に植物で生産される糖の1つです。その後、光の存在下で二酸化炭素が還元され、炭水化物と水が形成されます。
これらの炭水化物は、非光合成植物組織のエネルギーと炭素の主要な供給源であり、師部を通って、主な光合成器官である葉から血管を介して輸送される必要があります。
関与するインベルターゼに応じて、このスクロースの加水分解から得られたグルコースおよびフルクトース残基は、ATPの形でエネルギーを生成し、NADHの形で還元力を生み出すための必須燃料である異なる代謝経路に送られます。
植物の他の重要な機能
植物のインベルターゼは、代謝エネルギーを得るために重要であることに加えて、浸透圧調節の制御、および植物細胞の成長と伸長に関与しています。
これは、スクロースの加水分解により生成される浸透圧の増加の産物であり、スクロースの加水分解により、2つの新しい浸透圧活性分子、グルコースとフルクトースが生成されます。
書誌レビューを行った場合、インベルターゼが病原体に関連する植物の防御メカニズムの機能にも起因していることを確認するのは簡単です。
インベルターゼは炭水化物の分解と病原体への応答との関係であることが確立されています。この酵素は、通常、病原体（PR、病原体関連）。
微生物インベルターゼの産業利用
その発見以来、インベルターゼによって触媒される反応は、醸造およびベーカリー産業を含む多くの商業分野で工業的に利用されてきました。
食品分野では、ゼリーやジャム、お菓子、液体のトッピングの準備にビスコースやチョコレートを詰めたインベルターゼが使用されています。さらに、最も人気のある用途の1つはシロップの製造です。これは、糖度が高いためですが、結晶化の影響を受けにくいためです。
製薬業界では、それらは咳止めシロップや消化補助剤の錠剤の調製、およびプロバイオティクスとプレバイオティクス、離乳食および動物用飼料の配合（特に牛と蜂用）の合成に役立ちます。
それらはまた、製紙産業、化粧品の製造、エチルアルコールおよび乳酸などの有機酸の製造に使用されてきました。植物由来のインベルターゼも天然ゴムの合成に利用されています。
参考文献
- Kulshrestha、S.、Tyagi、P.、Sindhi、V.、およびSharma、K.（2013）。インベルターゼとその応用-簡単なレビュー。Journal of Pharmacy Research、7、792〜797。
- Lincoln、L.、&More、S.（2017）。バクテリアインベルターゼ：発生、生産、生化学的特性、およびトランスフルクトシル化の重要性。Journal of Basic Microbiology、1–11。
- Oddo、LP、Piazza、M.&Pulcini、P.（1999）。蜂蜜に活動を投資します。Apidologie、30、57〜65。
- Roitsch、T.&González、M.（2004）。植物インベルターゼの機能と制御：甘い感覚。プラントの傾向、9（12）、606–613。
- Roitsch、T.、Balibrea、ME、Hofmann、M.、Proels、R。、およびSinha、AK（2003）。細胞外インベルターゼ：主要な代謝酵素とPRタンパク質。Journal of Experimental Botany、54（382）、513–524。
- Strum、A.（1999）。あなたが投資します。植物の発達とショ糖の分配における一次構造、機能、役割。植物生理学、121、1–7。