En enzimología, se denomina xilosa isomerasa a una enzima que cataliza la interconversión de D-xilosa y D-xilulosa.Esta enzima pertenece a la familia de las isomerasas, específicamente las oxidoreductasas intramoleculares que toman parte en la transformación entre aldosas y cetosas.[9] Marshall obtuvo una patente para la conversión de glucosa a fructosa por la xilosa isomerasa, pero fue invalidada y al final abandonó este campo de investigación por no poder desarrollar un proceso comercialmente viable adecuado a escalas industriales.Los organismos que no poseen esta enzima, como las levaduras, precisan de dos reacciones distintas para realizar la misma conversión, catalizadas por la xilosa reductasa y xilitol dehidrogenasa respectivamente.[17] La xilosa isomerasa precisa de un catión divalente para su funcionamiento, generalmente magnesio, manganeso o cobalto, según la especie.[18][19] Presenta una gran estabilidad térmica y la temperatura óptima abarca un rango amplio, desde los 45 °C en Lactobacillus brevis hasta los 90 °C en Actinoplanes missouriensis.Los alcoholes correspondientes a los sustratos de la enzima, como D-sorbitol, D-manitol y, sobre todo, D-xilitol inhiben la función de la enzima,[21] así como algunos cationes divalentes, como níquel, zinc, cobre, plata y mercurio.[25] A pesar de las diferencias entre las enzimas de especies diferentes, los aminoácidos que forman enlaces con el sustrato y conforman el centro activo son similares en todas ellas, con la secuencia fenilalanina-histidina-ácido aspártico-X-ácido aspártico-X-X-prolina-X-glicina en común.En el exterior del barril se extiende un bucle secundario que rodea y enlaza una molécula vecina, formando un dímero.[4] A un lado de la cavidad formada por el barril se disponen los dos metales covalentes en una geometría octaédrica.La xilosa isomerasa se inmoviliza mediante adsorción a un gel o material similares para poder reutilizarla.
Mecanismo de apertura del anillo de glucosa mediado por la histidina 53 de la xilosa isomerasa de
Arthrobacter
B3278. El grupo hidroxilo O1 dona un hidrógeno a la histidina que lo transfiere a O5.
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Esquema del mecanismo de isomerización en
Arthrobacter
B3278.
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