南昌肥料用Y氨基丁酸
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在NO胁迫下的香蕉中也发现了GAD活性上升、GABA和香蕉多巴胺增加的现象。盐胁迫下谷氨酸脱氢酶活性与GAD的表达瞬时上升,进而提高GABA分流等相关途径的通量以调节碳氮平衡。应激下NADH:NAD+和 ADP:ATP的比值也能影响GABA-T,从而使GABA积累。盐胁迫下植物更多地利用C/N平衡途径缓解压力。
另外,水涝缺氧条件下除GABA、谷氨酸以及丙氨酸外其他与三羧酸循环有关的氨基酸水平均下降。GABA与谷氨酸可作为丙氨酸的直接合成底物,通过这种厌氧途径生成2倍于糖酵解产生的ATP,供能。GABA还具有消除活性氧中间体以及为植物和间接通过H2O2信号作用防止细胞程序性死亡(programmed cell eath,PCD),以及发挥其他作用。
此外,GABA还具有催熟作用。GABA可以通过刺激1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶转录丰度刺激乙烯生物合成。而水涝下乙烯可以通过促进不定根的生长为植物提供氧气。高浓度GABA可抑制植物和细菌GABA转氨酶(GABA-T,GABT)突变体的生长,高浓度下可抑制细菌在植物内的繁殖。番茄中的GABA-T被抑制会导致GABA的积累,使番茄出现矮小症。
比较重要的化学合成主要有以下几种:种是采用邻苯二甲酰亚氨钾以及γ-氯丁氰或丁内酯作为制作GABA的原料,剧烈反应并水解后得到的终产物就是GABA;第二种是利用吡咯烷酮作为初的原料,并通过氢氧化钙以及碳酸氢铵进行水解,终使其开环得到的产物就是GABA;第三种是把丁酸和氨水作为GABA的原料,使其在γ射线条件下进行光照反应得到GABA;第四种是通过辉光放电的方法,用丙胺和甲酸两种物质进行合成得到GABA;第五种是把溴醋酸甲酯和乙烯作为制备GABA的原料,通过聚合反应得到4-溴丁酸甲酯,后经过氨解和水解后的产物即为GABA。GABA的化学合成方法都存在反应不容易控制、成本比较高的缺点。
微生物发酵法是通过选择品种优良、稳定以及无害的菌种,利用这些菌种在生长繁殖的过程中对GABA进行制备和产出。这种方法虽然对环境的要求比较苛刻,对设备的要求较高,但是此法产出的GABA可作为天然的食品添加剂。利用微生物发酵生产,是食品行业中发展早,领域广泛的生产方式之一,早利用的微生物是大肠杆菌,利用它的脱羧酶可生产GABA,但是由于其本身存在一些安全隐患,使其一直无法直接用于药品或者食品的生产制作。
在高等植物中,GABA的代谢主要由三种酶参与完成,在GAD作用下,L-谷氨酸(glutamic acid,Glu)在α-位上发生不可逆脱羧反应生成GABA,然后在GABA转氨酶(GABA transaminase,GABA-T)催化下,GABA与丙酮酸和α-酮戊二酸反应生成琥珀酸半醛,后经琥珀酸半醛脱氢酶(succinic semialdehyde dehydrogenase,SSADH)催化,琥珀酸半醛氧化脱氢形成琥珀酸终进入三羧酸循环(krebs circle)。这条代谢途径构成了TCA循环的一条支路,称为GABA支路。