GtfC Enzyme of Geobacillus sp. 12AMOR1 Represents a Novel Thermostable Type of GH70 4,6-α-Glucanotransferase That Synthesizes a Linear Alternating (α1 → 6)/(α1 → 4) α-Glucan and Delays Bread Staling

Zetmeelwerkende α-glucanotransferase enzymen zijn van groot belang voor toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie. In eerder werk hebben we verschillende 4,6- en 4,3-α-glucanotransferases van de glycosyl hydrolase (GH) familie 70 (subfamilie GtfB) gekarakteriseerd, die lineaire of vertakte α-glucanen synthetiseren. Tot nu toe zijn GtfB-enzymen alleen geïdentificeerd in mesofiele Lactobacillen. Zoekacties in databases toonden aan dat verwante GtfC-enzymen voorkomen in Gram-positieve bacteriën van de genera Exiguobacterium, Bacillus en Geobacillus, die zijn aangepast aan groei bij extremere temperaturen. Hier beschrijven we de eigenschappen van het Geobacillus sp. 12AMOR1 GtfC enzym, met een optimale reactietemperatuur van 60 °C en een smelttemperatuur van 68 °C, waardoor zetmeelomzettingen bij relatief hoge temperaturen mogelijk zijn. Dit thermostabiele 4,6-α-glucanotransferase heeft een nieuwe productspecificiteit, waarbij het voornamelijk maltose-eenheden van amylose afsplitst en deze met een (α1 → 6)-binding aan accepterende substraten bindt. In feite is dit GtfC een nieuw maltogeen α-amylase. Gedetailleerde structurele karakterisering van zijn zetmeelafgeleide α-glucaanproducten onthulde dat het een uniek polymeer produceerde met afwisselend (α1 → 6)/(α1 → 4)-gekoppelde glucose-eenheden maar zonder vertakkingen. Met name dit Geobacillus sp. 12AMOR1 GtfC enzym vertoonde duidelijke antiverhardende effecten in broodbakkerijproducten.