γ-氨基丁酸的有关研究与进展

黄芳

1.引言

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid），简称 GABA，别名氨酪氨酰或哌啶酸，是一种广泛分布于哺乳动物、植物和微生物中的四碳非蛋白质氨基酸，主要由谷氨酸（glutamic acid，Glu）经谷氨酸脱羧酶（glutamate decarboxylase，简称 GAD 或 GDC）催化而来[1，2]。

GABA 是哺乳动物中枢神经中的一种重要神经抑制性介质，介导了 40% 以上的神经抑制性信号[3]。GABA在人体内发挥着极其重要的生理功能，主要功能是降血压[3]，另外也可以促进脑的活化，镇静、抗惊厥、抗癫痫，促进睡眠，延缓脑衰老，补充人体抑制性神经递质，同时还能抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能等[3-5]。GABA因其较好的生理功能和应用前景，已受到世界学术和企业界越来越多的关注和研究。而与国外相比，我国有关GABA的研究开发报道较少，有待大力研究开发。GABA作为一种新型的功能性因子正越来越引起国内人们的关注，对 GABA的保健功能和作用机理的进一步深入探讨，必将对其应用起到极大的推动作用。

2.GABA的物化特性

GABA为白色结晶或结晶性粉末，熔点202℃，极易溶于水，微溶于热乙醇。GABA在绝大多数状态下是以带正电的氨基和带负电的羧基的两性离子形式存在的。GABA的存在状态决定了分子构象：气态时，由于两个带电基团的静电作用，分子构象高度折叠，固态时，由于两个基团构象产生的分子间相互作用，分子构象伸展;液态时，这两种分子构象同时存在。GABA多变的构象便于和不同的受体蛋白结合，从而发挥其不同的生理功能[6]。

3.GABA的生物活性

GABA是哺乳动物脑组织中重要的起抑制作用的神经抑制剂。根据对激动剂和拮抗剂敏感性的不同，GABA受体可以分为A型（GABAA）、B型（GABAB）、C 型（GABAC）这三种类型[4，6]。哺乳动物大脑中含量最多的也是最重要的GABA受体是GABAA。通过这三种受体的相互作用，GABA在动物体内具有重要的生理功能。同时 GABA可以兼作营养因子为生物体内提供能量，此外还能调节细胞内多种生理信息。

3.1 调节血压

GABA 可用于预防、辅助治疗高血压等心血管疾病。研究表明GABA主要通过两种方式降压：一种是GABA通过中枢神经系统的调节能有效促进血管扩张，GABA与有扩张血管作用的突触后GABAA受体和对交感神经末梢有抑制作用的GABAb受体相结合，能够促进血管扩张，从而使血压降低[2];另一种是 GABA能较强抑制ACE的活性，减少血管紧张素Ⅱ的合成，减少强升压产生，血压降低。此外，也有文献报道GABA还能减少去甲肾上腺素的释放量起到降血压作用[6]

3.2 脑的功能与记忆

GABA可从根本上镇静神经，从而起到抗焦虑的效果.有利于学习与记忆。以及改善睡眠。GABA可以提高脑中葡萄糖磷脂酶的活性，能有效地活化脑血流通;增加氧供给量;可以改善脑血管障碍的症状;脑部外伤后遗症及脑动脉化导致的头疼;有效预防或改善老年痴呆症。Thanapreedawat认为 GABA对认知功能及时间记忆有一定的影响作 用。此外，研究表明GABA对情绪波动、焦虑及压力缓解、学习有着重要的作用。

3.3 抗疲勞

Kanehira通过实验证明口服含有50 mgGABA 的饮料（250 mL）能明显降低精神上和身体上所产生的疲劳感，并且提高任务解决能力。王嘉怡等通过小鼠实验的得出GABA含量增加，食用高剂量GBRB有利于延长大鼠负重游泳力竭时间，说明GABA具有缓解体力疲劳的功效。在工作、学习、运动等过程中，很容易产生疲劳感，这是一种正常的生理现象。所以，将含有GABA功能因子应用在食品或保健品上也是十分有意义的。

3.4 改善和治疗糖尿病

糖尿病在人群中普遍存在。研究发现GABA受体对胰腺激素如胰岛素、胰岛血糖素的分泌过程有着重要作用，苏志洁等人提出在 GABA 刺激下，人胰岛β样细胞数量显著增多，而α细胞数量呈现减少趋势。这些发现将对今后糖尿病的预防和治疗有着积极的影响，同时也说明了GABA产品开发的重要性。

3.5 其它功能

此外，众多研究表明GABA还有具有镇痛作用、抗癫痫病等精神疾病、调节激素分泌及控制哮喘、抗癌、调节心律失常等功能。现已证实，作为小分子量非蛋白质氨基酸的GABA具备食用安全性，并可用于饮料等食品的生产，众多的生理活性决定来GABA在未来一定会有更加广泛的应用。

4.CABA的应用

目前 GABA 作为癫痫、帕金森以及神经类等药物广泛应用于医药领域。在农作物种植中，GABA喷洒在植物表面可增强植物耐寒、耐旱、耐碱、耐涝、耐热能力，还可进行果实催熟。近年来，GABA相关功能性食品的开发也引人关注，包括植物（米胚、米糠、绿茶、南瓜、豆制品、西红柿、小球藻等）、微生物（乳酸菌、酵母）等由来的GABA的食品，都获得了良好的社会价值和经济效益。在某些发达国家，已经将 γ-氨基丁酸添加至保健食品中，并且还研究出具有较高 γ-氨基丁酸含量的农作物，并进行大规模的生产加工，具有一定的市场优势。

参考文献

[1]刘元，王玥玮，张立娟.米糠发酵产γ-氨基丁酸条件优化的研究.食品研究与开发，2019，40（18）：150-153.

[2]Xin Mei，Xinlan Xu，Ziyin Yang.Characterization of two tea glutamate decarboxylase isoforms involved in GABA production.Food Chemistry，2020，305.

[3]李文强，刘洋，唐荣兴，廖平安，马立新.全细胞生物转化法制备γ-氨基丁酸.湖北大学学报（自然科学版），2019，41（01）：5-9.

[4]Marina D，Joan Q，Magdalena R.Gamma-aminobutyric acid as a bioactive compound in foods：a review.Journal of Functional Foods，2014，10.