γ-氨基丁酸的生理作用与制备方法综述
第２期 王建峰，等： 一氨基丁酸的生理作用与制备方法综述 ・５ｌ・
＾ｙ一氨基丁酸的生理作用与制备方法综述
王建峰，任举
（江苏远洋药业股份有限公司，江苏苏州２１５５３１）
摘要：简述了．ｙ一氨基丁酸的基本性质与生理作用，另外比较了微生物发酵法，生物提纯法与化学合成法，同时又对化学合成法几 种常用合成法作了比较，发现吡咯烷酮开环法中的吡咯烷酮与固体碱法比较占有优势，而且有较好的工业应用前景。 关键词： 一氨基丁酸；ＧＡＢＡ；生理作用；合成；固体碱 中图分类号：ＴＱ２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１３）０２—００５１—０２
－Ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｗｅｒｅ Ｒｅｖｉｅｗｅｄ
ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｆｅｎｇ，ＲＥＮ Ｊｕ
（Ｊｉａｎｇｓｕ Ｙｕａｎｙａｎｇ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ ２ １ ５５３ １，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｏｕｔｌｉｎｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ ｔｈｅ 一ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ
ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｗｅｒｅ
ｆｏｕｎｄ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ ａｎｄ ｓｏｌｉｄ ａｌｋａｌｉ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ，ａｎｄ ｈａｄ ａ
ｇｏｏｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：一ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ；ＧＡＢＡ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｓｏｌｉｄ ａｌｋａｌｉ
１性状与生理作用
１．１性状
一氨基丁酸，英文名： 一ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ
（ＧＡＢＡ），化学名称：４一氨基丁酸，化学式：ＮＨ
ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ ＣＯＯＨ
０ 化学结构式：Ｈ２Ｎ． ／＼ 苎一ｏＨ
白色片状或针状结晶；微臭，具有潮解性；在
２５￣Ｃ时解离常数Ｋａ３．７×１０ ，Ｋｂ１．７×１０ 。，极
易溶于水，微溶于热乙醇，不溶于冷乙醇、乙醚和苯；
分解点为２０２￣Ｃ；在熔点温度以上分解形成吡咯烷
酮和水。
１．２分布与生理作用
广泛分布于动植物体内。植物如豆属、参属、中
草药等的种子、根茎和组织液中都含有ＧＡＢＡ。在
动物体内，ＧＡＢＡ几乎只存在于神经组织中，其中脑
组织中的含量大约为０．１—０．６ｒａｇ／ｇ组织，免疫学
研究表明，其浓度最高的区域为大脑中黑质。 ＧＡＢＡ是目前研究较为深人的一种重要的抑制性神
经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活
性。
根据目前的研究，发现ＧＡＢＡ的生理活性主要
表现在以下几方面：（１）最新的研究表明，ＧＡＢＡ还
具有防止皮肤老化、消除体臭、改善脂质代谢，防止
动脉硬化，高效减肥等功能。（２）降低血氨。我国
的临床医学和日本的研究者也都认为，ＧＡＢＡ能抑
制谷氨酸的脱羧反应，使血氨降低。更多的谷氨酸
与氨结合生成尿素排出体外，以解除氨毒，从而增进
肝机能。摄人ＧＡＢＡ可以提高葡萄糖磷酸酯酶的
活性，使脑细胞活动旺盛，可促进脑组织的新陈代谢
和恢复脑细胞功能，改善神经机能。（３）降低血压。
ＧＡＢＡ能作用于脊髓的血管运动中枢，有效促进血
管扩张，达到降低血压的目的。据报道，黄芪等中药
的有效降压成分即为ＧＡＢＡ。（４）提高脑活力。
ＧＡＢＡ能进入脑内三羧酸循环，促进脑细胞代谢，同
时还能提高葡萄糖代谢时葡萄糖磷酸酯酶的活性，
增加乙酰胆碱的生成，扩张血管增加血流量，并降低
收稿日期：２０１３一Ｏｌ一０７ 作者简介：王建峰（１９７１一），硕士研究生在读，工程师，现从事有机合成研究和医药中间体开发工作。
・５２・ 山东化工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳ ｍＹ ２０１３年第４２卷
血氨，促进大脑的新陈代谢，恢复脑细胞功能。（５）
治疗疾病。１９９７年，大熊诚太郎的研究表明ＧＡＢＡ
与某些疾病的形成有关，帕金森病人脊髓中ＧＡＢＡ
的浓度较低，癫痫病患者脊髓液中的ＧＡＢＡ浓度也
低于正常水平。日本大阪大学医学院的研究显示
ＧＡＢＡ对Ｋｕｐｐｅｒｍａｎ综合症具有显著的改善效果。
另外，神经组织中ＧＡＢＡ的降低也与Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ疾
病、老年痴呆等神经衰败症的形成有关。（６）镇静
神经、抗焦虑。医学家已经证明ＧＡＢＡ是中枢神经
系统的抑制性传递物质，是脑组织中最重要的神经
递质之一。其作用是降低神经元活性，防止神经细
胞过热，ＧＡＢＡ能结合抗焦虑的脑受体并使之激活，
然后与另外一些物质协同作用，阻止与焦虑相关的
信息抵达脑指示中枢。（７）促进乙醇代谢。以嗜酒
者为对象，服用ＧＡＢＡ再饮用６０ｍＬ威士忌后采血
测定血中乙醇及乙醛浓度，发现后者浓度明显比对
照组低。（８）ＧＡＢＡ是哺乳动物中枢神经系统的一
种重要的抑制性神经递质，不仅具有抗焦虑、抗惊厥
及镇痛作用，而且对神经系统的发育及胚胎早期外
周腺体和器官的分化具有营养作用，可促进蛋白膜、
ＧＡＢＡ受体、一些与神经相关的蛋白及酶的合成。
ＧＡＢＡ不仅在医药保健品方面用于抗溃疡、抗心率
不齐、血糖调节、免疫调节，而且在动物饲料中用于
促进动物繁殖、提高动物自身免疫力等。
ＧＡＢＡ也用于生化研究，医药上用于治疗肝昏
迷和脑血管障碍引起的各种疾病。医药中间体。
一氨基丁酸有降低血脂作用适用于治疗和预防各类
型肝昏迷。治疗ｔｂＪＬ麻痹症、脑溢血，并可作煤气中
毒解毒剂。
２制备方法
目前，＾ｙ一氨基丁酸（ＧＡＢＡ）的制备方法大致 以下三大类：微生物发酵法Ｌ１ Ｊ，生物提纯法与化学
合成法。
２．１微生物发酵法
以谷氨酸或其衍生物（谷氨酸钠、富含谷氨酸
的物质等）为原料，利用酵母菌、乳酸菌和曲霉菌等
食品安全级微生物发酵制得。此法处理过程复杂，
生产效率低，投人大、发酵周期长、工业化难度大所
以在工业生产中的应用受到限制。
２．２生物提纯法
分离提取方法生产ＧＡＢＡ是以天然产物或天
然产物经过加工后的副产物为原料，经过提取、分
离、提纯制得，生产工艺安全，但成本较高。
２．３化学合成法
２．３．１ 一氯丁氰法 以邻苯二甲酰亚氨钾和＾ｙ一氯丁氰为原料在强
烈条件下反应，所得产物与浓硫酸作用后再经过水 解制得产品ＧＡＢＡ。 ２．３．２丁酸与氨水法
以丁酸和氨水为原料，在 射线照射条件下， 可以得到ＧＡＢＡ等。
２．３．３ 一丁内酯和氯化亚砜法
一丁内酯和氯化亚砜为原料在常压下经开
环、氯代制得４一氯丁酰氯，再与甲醇进行酯化得４
一氯丁酸甲酯。在催化剂作用下与氨水溶液经胺
化、水解后分离、纯化得 一氨基丁酸，产品纯度９７． １％（ＨＰＬＣ法），总收率７２．５％（ 一丁内酯）计。
这些合成工艺使用原料毒性大、价格昂贵、反应
条件苛刻、安全性较差和产物中有害物质残留严重，
产品纯度不高等缺点，不宜作为食品及饲料添加剂
使用。
２．３．３毗咯烷酮开环法
１）由吡咯烷酮与石灰乳开环制得。
将生石灰用蒸馏水消化成石灰乳，抽入水解反
应釜，加吡咯烷酮，升温至１２５～１３０￣（２，反应压力保 持在０．２９ＭＰａ，保温反应１０—１４ｈ以上。反应结束
后降温至３０℃出料过滤，用蒸馏水洗涤。滤液加碳
酸氢铵，直至无钙离子检出，再加活性炭在８０￣Ｃ保
温脱色３０ｍｉｎ，６０￣Ｃ过滤，用蒸馏水洗，洗液与滤液
合并，在６０￣Ｃ减压浓缩至析出结晶，加入乙醇，冷
却、过滤、干燥，得成品，收率为８５％左右。此法反 应需要压力，反应时间长，后处理繁琐，同时需要溶
剂加大成本的投入。
２）由吡咯烷酮与氢氧化钠开环制得
Ｈ ＋ＮａｏＨ＋Ｈ２ｏ ｌ一．翌型 ＮＨ￣ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ
用泵将吡咯烷酮泵人反应釜中，将已用液压泵 泵人高位釜中的液碱在开动搅拌的前提下滴入有吡
咯烷酮的反应釜中，用蒸汽加热至６０℃，保温２ｈ，然
后用冷液冷却至ＩＯ￣Ｃ放料，过滤得 一氨基丁酸钠
滤液；然后进人连续流体分离进行转化： 一氨基丁
酸钠透析液进入连续流体分离装置，进行连续酸性
阳离子交换柱进行离子交换，将 一氨基丁酸钠转
化为 一氨基丁酸溶液．反渗透浓缩：从连续流体分
离装置中出来的 一氨基丁酸溶液在经过反渗透系
统浓缩，得到 一氨基丁酸浓缩液；往 一氨基丁酸
浓缩溶液中加入＾ｙ一氨基丁酸晶种，即可得到 一
氨基丁酸，脱水后经重结晶、干燥、包装得 一氨基
（下转第５５页）
第２期 刘美翠：生物复合纳米纤维作为组织工程支架材料的研究进展 ・５５・
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γ-氨基丁酸有什么功效
产品名称：γ-氨基丁酸
别名：氨酪酸、哌啶酸
CAS号：56-12-2
分子式: C4H9NO2
含量：99%
级别：食品级
包装：1*25kg
性质：γ-氨基丁酸为白色片状或针状结晶；微臭，具有潮解性；γ-氨基丁酸极易溶于水，微溶于热乙醇，γ-氨基丁酸不溶于冷乙醇、乙醚和苯。
γ-氨基丁酸是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。 γ-氨基丁酸是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质，它是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，具有极其重要的生理功能，γ-氨基丁酸能促进脑的活化性，健脑益智，抗癫痫，γ-氨基丁酸促进睡眠，美容润肤，延缓脑衰老机能，能补充人体抑制性神经递质，具有良好的降血压功效。促进肾机能改善和保护作用。γ-氨基丁酸抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能。每日补充微量的γ-氨基丁酸有利于心脑血压的缓解，又能促进人体内氨基酸代谢的平衡，调节免疫功能。
安泰生物科技有限公司是以销售食品添加剂为主的公司，从事多种食品添加剂产品的销售。主要产品有：花生四烯酸，甘氨酸钙， 花生蛋白粉，亚麻籽油微囊粉，大豆异黄酮，氨基葡萄糖，鱼胶原蛋白肽，辅酶Q10，海藻酸钠，海藻糖，酪蛋白，叶黄素 ，乳酸亚铁，山梨酸钾 ，D-甘露糖醇等。公司坚持"质量为本，科技创新"的宗旨，从原料采购、工艺操作到品质检验，都严格遵守国际质量标准进行管理，竭诚服务于广大新老客户。
γ——氨基酸丁酸
γ——氨基酸丁酸
【背景及概况】[1][2][3]
⽬前为⽌，在⾃然界中已发现的氨基酸种类已达180多种，其中除了少数氨基酸参与蛋⽩质的组
成外，⼤部分的⾮蛋⽩质氨基酸不参与蛋⽩质的组成，γ-氨基丁酸便是其中的⼀种，相⽐⼤多
数的⾮蛋⽩质氨基酸⽽⾔，⽬前对γ-氨基丁酸的研究相对⽐较深⼊。γ-氨基丁酸是⼀种具有重
要功能的氨基酸，主要存在于脑内的灰质中，特别是纹状体、⿊质、⼩脑齿状核等处含量较
⾼，也存在于脊髓后⾓。RABA的存在形式有游离的、疏松结合的和牢固结合的三种。牢固结合
是主要的储存形式、疏松结合是被受体结合的形式，游离的则是两者之间的转运形式。实验证
明在⾕氨酸脱羧酶作⽤下，由⾕氨酸脱羧⽽变成RABA，通过神经末梢释放。RABA并不是脑内
蛋⽩质的组成成分，⽽是⼀种重要的抑制性神经递质。⽤微电泳⽅法将极少量的RABA注⼊⼤脑
⽪层，即可引起⽪层神经元迅速可逆的抑制。⽤同样⽅法将RABA注⼊前庭外侧核也引起神经元
抑制效应。RABA还可能参与睡眠-觉醒的机制，并且与癫痫、震颤性⿇痹、舞蹈病和精神分裂
症有关。印防⼰毒等药物能阻断RABA对神经元的抑制作⽤。
γ-氨基丁酸作为⼀种药物：能降低⾎氨及促进⼤脑新陈代谢，在体内与⾎氨结合⽣成尿素排
出。⽤于治疗各种类型的肝昏迷、尿毒症，亦⽤作催眠药及煤⽓中毒等所致昏迷的苏醒剂。还
可⽤于治疗脑⾎管障碍引起的偏瘫、记忆障碍、⼉童智⼒发育迟缓和精神幼稚症等。⼤剂量可
引起运动失调、肌⽆⼒、⾎压降低和呼吸抑制等。
【理化性质及结构】[3]
γ-氨基丁酸分⼦式为 C4H9NO2，是⼀种接近⽩⾊的结晶粉末或⽩⾊晶体，微溶于⼄醇，不溶于
⼄醚，苯和⼄醇，易溶于⽔。熔点 203-204℃，熔化分解产物为⽔和并吡咯烷酮。没有旋光
性，解离常数 Pk NH3=10.56，Pk COOH=4.03，等电点 PI=7.19。为 L-⾕氨酸脱羧衍⽣⽽来
的，味微苦，微臭，可潮解，在⽔溶液中可发⽣解离作⽤，γ-氨基丁酸还能与茚三酮发⽣显⾊
γ-氨基丁酸 生化级
γ-氨基丁酸 生化级
γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid, GABA）是一种重要的生物化学分子，它在人体中发挥着重要的神经递质和抑制性神经调节剂的作用。作为一种非常关键的神经递质，它对于维持神经系统的正常功能至关重要。
让我们来了解一下γ-氨基丁酸的基本特性。γ-氨基丁酸是一种氨基酸，它由胺基和羧基组成。它的分子式为C4H9NO2，分子量为103.12。γ-氨基丁酸在人体中主要由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶的作用而生成。在人体中，γ-氨基丁酸主要存在于神经元的突触间隙中，它通过与神经元的受体结合，调节神经传递的过程。
γ-氨基丁酸在神经系统中扮演着抑制性神经调节剂的角色。当神经元之间的兴奋性信号传递过于强烈时，γ-氨基丁酸能够通过与受体结合，减轻神经元之间的兴奋性，从而达到抑制过度神经传递的效果。这种抑制性作用对于维持神经系统的平衡非常重要，它能够防止神经元的过度兴奋，保护神经系统免受损害。
除了在神经系统中的作用外，γ-氨基丁酸还具有一些其他的生理功能。例如，它参与了脑内的能量代谢过程，调节睡眠和情绪等方面的功能。此外，γ-氨基丁酸还被认为对于调节人体的内分泌系统和免疫系统也起着重要的作用。
在临床应用方面，γ-氨基丁酸也具有一定的药理学价值。一些药物可以通过增加γ-氨基丁酸的浓度或增强其抑制性作用来治疗一些神经系统相关的疾病，如焦虑症、失眠等。此外，一些研究还表明γ-氨基丁酸可能对于一些神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病等有一定的保护作用。
γ-氨基丁酸作为一种重要的生物化学分子，在人体中发挥着重要的神经递质和抑制性神经调节剂的作用。它对于维持神经系统的正常功能至关重要，并在临床应用中具有一定的药理学价值。通过进一步研究γ-氨基丁酸的生理功能和药理学作用，我们可以更好地理解神经系统的调节机制，并开发出更有效的治疗方法，改善人们的生活质量。
γ-氨基丁酸的生理功能及研究开发进展
γ-氨基丁酸的生理功能及研究开发进展
作者：吴珊等
来源：《广东蚕业》 2016年第2期
吴珊 钟杨生 陈芳艳* 林健荣
（华南农业大学动物科学学院，广东广州 510642）
摘 要 γ-氨基丁酸（GABA）广泛存在于动植物体中，作为在中枢神经系统中主要的抑制性神经递质，γ-氨基丁酸具有降血压、调节心律、调节激素分泌和提高免疫力等重要生理功能。富集γ-氨基丁酸和研究开发已经成为热点。文章综述了γ-氨基丁酸的生理功能及其研究开发进展。
关键词 家蚕；γ-氨基丁酸；生理功能；研究开发；研究进展
中图分类号：S131
文献标识码：A
文章编号：2095-1205 (2016) 02-30-02
基金项目：国家农业部公益性行业（农业）科研专项（201403064）；国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-22）；广东省科技计划项目（2012B060400014）。
通讯作者：陈芳艳（1971-），女，广西桂林人，副教授，博士，从事蚕业资源综合利用研究，E-mail: chenfangyan@。
γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid, GABA）,又称哌啶酸、γ-氨酪酸，分子式为C4H9NO2。GABA通常以非结合态的形式存在，为白色或类白色结晶性粉末，极易溶于水，微溶于乙醇，不溶于常见有机溶剂，等电点pIGABA=7.19[1]。高等植物中GABA的合成主要由L-谷氨酸（L-Glu）的脱羧反应而来，这一反应由L-谷氨酸脱羧酶（GAD）催化。在细菌和哺乳动物脑中，GABA转氨酶的作用下和α-酮戊二酸发生转氨作用，形成琥珀酸半醛（SSA）和Glu，然后SSA被琥珀酸半醛脱氢酶氧化成琥珀酸的支路，称之为GABA支路[2-3]。现阶段随着对GABA生理和药理功能的不断研究和开发，GABA已经作为一种新型的功能性因子应用于食品和药品等行业中。
γ-氨基丁酸（简称GABA）
γ-氨基丁酸（简称GABA）
GABA结构图
γ-氨基丁酸（简称GABA）是一种天然存在的非蛋白质氨基酸，是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质，约50%的中枢神经突触部位以GABA为递质。在人体大脑
皮质、海马、丘脑、基底神经节和小脑中起重要作用，并对
机体的多种功能具有调节作用。当人体内GABA缺乏时，会产生焦虑、不安、疲倦、忧虑等情绪，一般长久处于高压力
族群如身处竞争环境中的人群、运动员、上班族等，都很容易缺乏GABA需要及时补充以便舒缓情绪。
简介
化学物信息
γ-氨基丁酸 γ－aminobutyric acid (GABA)
化学名称: 4-氨基丁酸， 别名: γ-氨基丁酸， 氨酪酸，哌啶酸。
分 子 式: C4H9NO2 ，分 子 量：103.1，化学结构
式：
GABA在饮料中的应用 近年来，随着饮料行业的迅速增长，国际饮料巨头纷
纷进入我国饮料消费市场，导致中国饮料业竞争非常激烈。现在的消费市场已经成为多元化的市场，不同的消费
者有着不同的消费需求，这就意味着要通过差异化的产品来满足消费者的消费需求。由于越来越多的都市人群从事
繁重的脑力劳动，对健康重视程度的增强让人们对运动饮
料和健康饮料趋之若骛，功能性饮料正处于一个加速发展的时期。GABA自2009年被国家批准为新资源食品后，以
其独特的功能性和广泛的适用范围，成为国内外饮料生产厂商在开发新产品、增加产品附加值、强化产品功能性等
方面，一个重要的研究课题和发展思路，拥有广阔的市场
前景。 ●在功能性软饮料中
消费者对天然、低糖、健康型功能饮料的需求，促进了GABA饮料的崛起。加入GABA的功能型饮料、茶饮料、
果汁饮料等将受到消费者的广泛青睐。日本可口可乐公司
早在2007年就推出了面向大众的，具有放松和抗紧张效果的GABA功能性饮料。我国饮料行业目前也已经有数家
知名企业采用GABA产品，新型的富含“γ-氨基丁酸”的软饮料已经问世。
_氨基丁酸的生理功能和研究开发进展
2005, Vol. 26, No. 9食品科学※专题论述546
γ－氨基丁酸的生理功能和研究开发进展
杨胜远１，２，陆兆新１，＊，吕风霞１，别小妹１（１．南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 ２１００９５；
２．广西大学生命科学与技术学院，广西 南宁 ５３０００５）
摘 要：文章对γ－氨基丁酸的生理功能及其研究开发进展进行了综述，并对其研究前景进行了展望。
关键词：γ－氨基丁酸；谷氨酸脱羧酶；研究；开发
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｇｌｕｔａｍａｔｅ Ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ
ＹＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ－ｙｕａｎ１，２，ＬＵ Ｚｈａｏ－ｘｉｎ１，＊，ＬＵ Ｆｅｎｇ－ｘｉａ１，ＢＩＥ Ｘｉａｏ－ｍｅｉ１（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｊｉｎｇ， ２１００９５，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｎｉｎｇ， ５３０００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ γ－ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｓｔａｔｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ γ－
ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｒｅｖｉｅｗｅｄ． Ｂｅｓｉｄｅｓ， ｉｔ＇ｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：γ－ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄ；ｇｌｕｔａｍａｔｅ ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ；ｒｅｓｅａｒｃｈ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
γ-氨基丁酸的功能
γ-氨基丁酸功效总结
γ-氨基丁酸（GABA）是一种天然的非蛋白氨基酸，广泛分布于动植物、微生物体中。由于其在食品和医药等领域有重要作用，2009年我国卫生部批准其为新资源食品，成为21世纪新资源食品的生产原料之一，并规定其摄入量不得超过500mg/d。目前，GABA已被广泛用于开发功能性乳制品、茶水、调味品等食品工业中，并形成了GABA酸奶、糕点、酱油、食醋、海鲜调味料等系列产品，受到越来越多人的青睐。
研究表明，GABA作为动物体中枢神经系统中重要的抑制性神经递质，通过其与特异性受体相互作用，可以发挥安神抗焦虑、抗衰老、降血压、防止动脉硬化、改善脂质代谢、改善肝肾功能、提高免疫等众多生理活性，其保健功能越来越受研究学者的重视。微生物是GABA的主要来源，在发酵过程中通过谷氨酸脱羧酶作用与L-谷氨酸反应产生GABA。乳酸菌是在世界范围内被公认为安全等级的食品微生物，能产生大量GABA。
在过去的几十年里，科学研究对GABA的功效进行了广泛的探索，揭示了它在许多方面对身体和心理健康的重要作用。对现有的科研资料总结，GABA主要具有以下功效：
1.安神抗焦虑。GABA能结合抗焦虑受体，并可协同其他物质阻止焦虑信息抵达脑指示中枢，从而发挥镇静作用。有研究显示，抑郁症患者神经中枢和外周的GABA水平较健康人群有所降低，而在注射GABA受体调节剂后，其中70%患者的病症得到缓解。GABA还与癫痫病的发作有关。目前大多数焦虑障碍的原因未知，但是多项研究均指出GABA与焦虑症的缓解有明显效果。
2.抗衰老。GABA的减少可能会导致大脑衰老。缺乏GABA会使大脑组织代谢缓慢，导致神经细胞出现一定程度的退化，甚至视觉的选择力也有所下降；GABA作为三羧酸循环分支途径的中间产物，与能量循环关系密切，其作为氧化代谢物的调控者发挥重要作用，研究发现补充GABA可促进能量产生，提高新陈代谢。
3.调节血压。世界卫生组织认为高血压可能会导致心脏病的发作，有时也会引起中风，导致每年有数百万人死亡。其中GABA降低血压有两种方式：一种是作用于中枢神经系统，调节脊髓的血管运动中枢，从而使血管扩张；另一种是通过抑制ACE活性，减少血管紧张素Ⅱ合成，从而使血压降低。
camp signaling pathway γ-氨基丁酸
camp signaling pathway γ-氨基丁酸
γ-氨基丁酸（GABA）是一种神经递质，具有镇静、抗焦虑和抗癫痫等作用。它通过作用于神经细胞的受体来传递信号，而这个传递信号的过程就是信号通路。
GABA通路主要包括GABA的合成、释放、回收和作用于GABA受体等过程。首先，GABA由谷氨酸脱羧酶（GAD）催化谷氨酸转化为GABA。GAD是一种主要存在于神经元中的酶，它的活性受到多种因素的调节，如离子浓度、信号通路和神经递质的调控等。GABA的合成发生在神经元的细胞体和突触前终末。
GABA在突触前终末通过钙离子依赖性的机制释放出来。当突触前终末受到神经冲动刺激时，钙离子通道在电压依赖性下打开，使钙离子进入细胞内。钙离子的进入会引起GABA转运蛋白的突出（插入）并释放GABA到突触间隙。释放的GABA与GABA受体结合，进而产生信号传递。
GABA的回收是通过GABA转运体实现的。GABA转运体能够通过胞质侧摄取GABA，并通过细胞膜上的转运蛋白将GABA迅速转运到突触前终末。这个过程被称为GABA的突触后回收。突触后回收是一种重要的调节GABA浓度的机制，保证了GABA浓度在适宜范围内。
GABA受体是GABA信号传递的重要机制。GABA受体主要分为两类：GABA-A受体和GABA-B受体。GABA-A受体是一种离子通道受体，激活GABA-A受体会使Cl-离子通道打开，使Cl-离子大量进入细胞内，从而使神经元的电位变负。GABA-B受体是一种G蛋白耦联受体，它通过激活信号转导的G蛋白来产生细胞内信号。GABA-B受体的激活使得钾离子通道打开，使钾离子大量外流，从而抑制细胞的兴奋性。
GABA信号通路在中枢神经系统中扮演重要角色。它参与了许多生理和病理过程，如神经的兴奋和抑制平衡、睡眠调节、情绪调节和认知功能等。GABA通路失调与多种神经系统疾病相关，如癫痫、焦虑症、抑郁症等。
总结起来，GABA通路是一条非常重要的信号传递通路，它参与了神经递质GABA的合成、释放、回收和作用于受体的过程。通过这个通路的调节，我们可以更好地理解和治疗与GABA信号相关的疾病。希望随着进一步的研究，我们能够揭示更多有关GABA通路的奥秘。
_氨基丁酸的生理功能和研究进展
_氨基丁酸的生理功能和研究进展
氨基丁酸（γ-氨基丁酸，Gamma-aminobutyric acid，简称GABA）是一种重要的神经递质，在中枢神经系统中起着调节神经活动的关键作用。它作为抑制性的神经递质，参与了大脑的许多生理功能，包括抑制神经元的活动、调节情绪、睡眠和疼痛等。近年来，对GABA在健康和疾病中的功能和研究进展越来越受到关注。
GABA在中枢神经系统中的主要功能是抑制神经元的兴奋性活动。它通过与GABA受体结合并增加神经元膜的氯离子通透性，使细胞内充分入侵而抑制细胞的兴奋。这样，GABA能够调节大脑中神经元活动的强度和频率，维持神经系统的稳态。
在情绪调节方面，GABA同样扮演着重要的角色。研究表明，GABA能够通过调节脑内的兴奋性和抑制性神经递质的平衡，影响人的情绪状态。过量或不足的GABA水平都可能导致情绪失调，如焦虑、抑郁等。
此外，GABA还与睡眠和疼痛感知有关。研究发现，GABA能够促进睡眠，并且它的缺乏会导致睡眠障碍。另外，GABA能够降低神经元的兴奋性，从而减轻疼痛的感知和传导。
近年来，GABA的生理功能和研究进展也成为研究的热点。其中，研究GABA受体的结构和功能是一个重要的方向。对GABA受体的研究有助于揭示其调节神经传递的分子机制，并为设计和开发新型的神经调节药物提供了基础。此外，研究GABA在神经系统中的定位和分布也是当前的研究重点。通过揭示GABA在不同脑区的分布情况和水平变化，有望提供更具体和精准的神经疾病诊断和治疗方法。 另外，GABA相关的神经疾病也备受关注。许多研究发现，GABA的异常水平与多种神经疾病存在关联，如癫痫、精神分裂症和自闭症等。因此，研究GABA在这些疾病中的变化机制和相关调控因素，对于疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。
总的来说，GABA作为一种重要的神经递质，在中枢神经系统中起着调节神经活动的关键作用。它参与了大脑的许多生理功能，包括抑制神经元的活动、调节情绪、睡眠和疼痛等。对GABA的生理功能和研究进展的深入理解，不仅有助于揭示大脑功能的奥秘，还为神经疾病的预防和治疗提供了新的思路和可能性。
γ-氨基丁酸的生理功能概述
林谦 一氨基丁酸的生理功能概述 统疾病的药物（抗焦虑药、镇静剂、麻醉剂、抗惊 厥药）ｖＳ￣ＧＡＢＡ系统作为靶位点ｌ２】． ２．１ ＧＡＢＡＡ．ＧＡＢＡ８和ＧＡＢ＆受体 在动物体内被ＧＡＢＡ识别结合的受体有三类： ＧＡＢ＆，ＧＡＢＡＢ，ＧＡＢＡ（党依． ＧＡＢＡ 受体属于配体门离子通道超家族， 是一个由镶嵌在神经细胞膜双脂层中的５个亚基 聚合而成的异质寡聚体跨膜糖蛋白，这五个亚 基的中心是氯离子通道．该受体的五个亚基分别 含有不同药物的结合位点，包括ＧＡＢＡ、苯二氮 （ｂｅｎｚｏｄｉａｚｅｐｉｎｅ）、巴比妥酸盐¨（ｂａｒｂｉｔｕｒａｔｅ）、致 惊厥剂（ｃｏｎｖｕｌｓａｎｔ，如苦毒￣＂ｐｉｃｒｏｔｏｘｉｎｉｎ、全身麻 醉ｇｅｎｅｒａｌ ａｎｅｓｔｈｅｔｉｃ、神经甾体ｎｅｕｒｏｓｔｅｒｏｉｄ）［２－４１ ＧＡＢＡ 受体的ＧＡＢ 结合位点直接负责ｃｌ一通道 的开启．当ＧＡＢＡ与ＧＡＢＡ 受体结合后，导致细胞 膜上氯离子通道开启，在多数情况下因胞内离子浓 度低于胞外浓度，ｃ１一就顺着浓度差进入胞内，胞 内膜电位增加而产生超极化，从而抑制神经元兴 奋，即ＧＡＢＡ 受体与ＧＡＢＡ结合可介导快速的抑制 性突触后电位（ＩＰＳＰ）．然而，在胞内氯离子浓度 高的情况下，未成熟的神经元因保持氯离子浓度梯 度的能力低，增加氯离子通透性，胞内Ｃ１一顺着浓 度差流向胞外，导致膜电位的去极化．这种去极化 足以点燃细胞，激活某些电压门控离子通道，从 而调节其他细胞事件．ＧＡＢＡ 受体的一些亚型重碳 酸盐通透性不恒定，也参与了去极化ｌ５】．对正在发 育中的神经细胞来说，此类ＧＡＢＡ 受体的去极化 作用是一种重要的兴奋系统＿６Ｊ．除了ＧＡＢＡ，ＧＡＢＡ 受体还有其他激动剂，包括蝇覃醇（ｍｕｓｃｉｍｏ１），异 四氢烟酸（ｉｓｏｇｕｖａｃｉｎｅ），四氢恶唑吡啶（４，５， ６，７－ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｉｓｏｘａｚｏｌｏ【５，４－ｃ】ｐｙｒｉｎｄｉｎ一３一ｏｌ， ＴＨＩＰ）。它们结合到与ＧＡＢＡ￣同的位点后，诱发 类似ＧＡＢＡ的反应． ＧＡＢＡ 受体是与Ｇ蛋白偶联的跨膜蛋白，它 们与ｃａ 和Ｋ 离子通道有关ｌ７］．突触前膜ＧＡＢＡ 受 体可作为自身受体及异源受体关闭Ｃａ 通道而减少 ＧＡＢＡ￣谷氨酸的释放，从而对神经元产生解除抑 制以及抑制两种相反的效应．突触后膜ＧＡＢＡ 被激 活后引起钾离子通道开放，使神经元发生超极化反 应，从而对神经元产生抑制效应． ＧＡＢ＆：受体类似于ＧＡＢＡ 受体，属于配体门控 离子通道．ＧＡＢＡ 受体是一个Ｉ：￣ＧＡＢＡ 受体较简单 的五聚体复合物，中心是氯离子通道【８ Ｊ．与ＧＡＢＡ 受体类似，ＧＡＢＡ 受体的抑制涉及快速的氯离子 传导．基于其与ＧＡＢＡ 受体在结构与功能上的相似 性，国际药理学联盟命名委员会建议将其归为具有 独特药理学性质的ＧＡＢＡ 受体亚型，而不再称为 ＧＡＢＡｃ受体 ． ２．２ ＧＡＢＡ的代谢途径 动物体内的ＧＡＢＡ是ｇｋＬ一谷氨酸脱去羧基后生 成，催化该反应的酶为谷氨酸脱羧酶．脑ＧＡＤ有两 种同工酶，它们的基因都已被克隆 一氨基丁酸在 体内的代谢途径为：三羧酸循环中的仅一酮戊二酸 在谷氨酸脱氢酶（ＧＤＨ）的催化下转变为谷氨酸． ＧＡＤ催化谷氨酸脱羧，生成ＧＡＢＡ．在ＧＡＢＡ转氨酶 （ＧＡＢＡＴ）催化下，ＧＡＢＡ与ｄ一酮戊二酸反应， 生成琥珀酸半醛和谷氨酸．琥珀酸半醛被琥珀酸 半醛脱氢酶ｆＳｕｃｃｉｎｉｃ ｓｅｍｉａｌｄｅｈｙｄｅ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ， ｓｓＡＤＨ１催化转变成琥珀酸，进入三羧酸循环 （ＴＣＡ Ｃｙｃｌｅ）．这样从 一酮戊二酸经过谷氨酸、 一氨基丁酸、琥珀酸半醛生成琥珀酸的代谢途径 就构成了三羧酸循环的一条旁路，即ＧＡＢＡ旁路． ＧＡＢＡ含量的调控是ＧＡＢＡ的合成（由ＧＡＤ催化） 与ＧＡＢＡ的降解（由ＧＡＢＡＴ与ＳＳＡＤＨ催化）的平 衡结果．这个途径中的酶缺失可导致人类的遗传疾 病，表明ＧＡＢＡ的调控对正常的生理机能非常重要ｌ１ Ｊ． ３ ＧＡＢＡ的功能 研究表明ＧＡＢＡ在动物体内具有下列重要的生 理功能： ３．１延缓神经细胞衰老 老年人患上语言能力、视力及身体灵活性下降 等老年疾病的原因，有可能在于其大脑无法得到足 够量的ＧＡＢＡ．研究人员发现，ＧＡＢＡ可以帮助老龄 短尾猴大脑处于巅峰状态．但随着年龄的增长，大 脑得到的ＧＡＢＡ将逐渐减少．短尾猴的视觉功能同人 类相似，也会随着年龄的增加而出现恶化．当大脑 处在巅峰状态的时候，它们可以挑选信号来做出反 应．缺乏ＧＡＢＡ将导致神经细胞退化，从而使短尾 猴的视觉选择能力下降．相对年龄较小的短尾猴而 言，ＧＡＢＡ及ＧＡＢＡ 受体激动剂注入老龄短尾猴体 内后，视觉皮层细胞能更大程度地恢复对视觉刺激 的方位、方向选择性，让“衰老”细胞表现出“年 轻”的特征 】．目前有许多药物可以提高动物体内 的ＧＡＢＡ水平，但科研人员还没有在人类身上进行