Фруктозилтрансферази — це клас глікозид гідролаз, які каталізують реакції перенесення фруктозилу. Їх основною функцією є передача фруктозильної групи від субстратів, таких як сахароза, до акцепторних молекул. Каталітичний механізм ґрунтується на синергічному ефекті кислотно-каталізу та ковалентного каталізу, досягаючи ефективного перенесення шляхом утворення проміжного продукту фруктозил-ферменту. Ці ферменти характеризуються сильною субстратною специфічністю та м’якими умовами реакції.
Основною місією фруктозилтрансфераз є «перенесення фруктозильних груп». Використовуючи сахарозу, поширений інгредієнт у нашому щоденному раціоні, як сировину, вони гідролізують глікозидні зв’язки для вивільнення енергії, а потім точно зв’язують вільні молекули фруктози з молекулами-акцепторами, таким чином синтезуючи функціональні цукри, такі як фруктани та фруктоолігосахариди. Процес відбувається наступним чином: молекули сахарози розщеплюються на глюкозу і фруктозу; фрагменти фруктози потім збираються в нові цукрові ланцюги відповідно до певних правил, тоді як глюкоза вивільняється як -побічний продукт. Ця каталітична реакція є високоспецифічною, головними продуктами є 1-кестоза та ністоза — ключові компоненти пребіотиків, які набули широкої популярності в галузі здорового харчування.
У харчовій промисловості фруктоолігосахариди, синтезовані під дією каталізу фруктозилтрансфераз, мають солодкість сахарози лише на 30–60 %. Проте вони можуть вибірково сприяти росту корисних кишкових бактерій, таких як Bifidobacterium, покращувати баланс кишкової мікробіоти та не викликати значних коливань рівня глюкози в крові. Як результат, вони широко використовуються в молочних продуктах, напоях, випічці та інших категоріях харчових продуктів. Наприклад, йогурт, збагачений фруктоолігосахаридами, не тільки має більш гладку консистенцію, але й демонструє підвищену пробіотичну активність.
За межами харчового сектору сценарії застосування фруктозилтрансфераз постійно розширюються. У промисловості вони можуть перетворювати сахарозу, присутню в сільськогосподарських відходах, таких як жом цукрової тростини та кукурудзяна піч, на олігосахариди, забезпечуючи сировину для виробництва біопалива. У текстильній промисловості вони можуть розщеплювати пектин на поверхні луб’яних волокон, роблячи тканини м’якшими та більш піддатливими до фарбування. У хімічній промисловості вони можуть каталізувати реакцію між сахарозою та спиртами або органічними кислотами, синтезуючи нові поверхнево-активні речовини та ароматизатори.
З розвитком біотехнології продуктивність фруктозилтрансфераз постійно оптимізується. Дослідницькі групи провели структурні модифікації фруктозилтрансфераз, отриманих з Aspergillus niger, підвищивши швидкість перетворення фруктоолігосахаридів з 0,17% до 29,20%. Крім того, дослідники досягли високої{4}}ефективності експресії цього ферменту за допомогою сконструйованих штамів Pichia pastoris, причому питома активність очищеного ферменту досягла 71,4 Од/мг. Ці технологічні досягнення зменшили вартість-промислового виробництва та дозволили застосовувати фруктозилтрансфераз у ще ширшому діапазоні галузей.