γ-氨基丁酸的有關研究與進展

黃芳

1.引言

γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid），簡稱 GABA，別名氨酪氨酰或哌啶酸，是一種廣泛分布于哺乳動物、植物和微生物中的四碳非蛋白質氨基酸，主要由谷氨酸（glutamic acid，Glu）經谷氨酸脫羧酶（glutamate decarboxylase，簡稱 GAD 或 GDC）催化而來[1，2]。

GABA 是哺乳動物中樞神經中的一種重要神經抑制性介質，介導了 40% 以上的神經抑制性信號[3]。GABA在人體內發揮著極其重要的生理功能，主要功能是降血壓[3]，另外也可以促進腦的活化，鎮靜、抗驚厥、抗癲癇，促進睡眠，延緩腦衰老，補充人體抑制性神經遞質，同時還能抑制脂肪肝及肥胖癥，活化肝功能等[3-5]。GABA因其較好的生理功能和應用前景，已受到世界學術和企業界越來越多的關注和研究。而與國外相比，我國有關GABA的研究開發報道較少，有待大力研究開發。GABA作為一種新型的功能性因子正越來越引起國內人們的關注，對 GABA的保健功能和作用機理的進一步深入探討，必將對其應用起到極大的推動作用。

2.GABA的物化特性

GABA為白色結晶或結晶性粉末，熔點202℃，極易溶于水，微溶于熱乙醇。GABA在絕大多數狀態下是以帶正電的氨基和帶負電的羧基的兩性離子形式存在的。GABA的存在狀態決定了分子構象：氣態時，由于兩個帶電基團的靜電作用，分子構象高度折疊，固態時，由于兩個基團構象產生的分子間相互作用，分子構象伸展;液態時，這兩種分子構象同時存在。GABA多變的構象便于和不同的受體蛋白結合，從而發揮其不同的生理功能[6]。

3.GABA的生物活性

GABA是哺乳動物腦組織中重要的起抑制作用的神經抑制劑。根據對激動劑和拮抗劑敏感性的不同，GABA受體可以分為A型（GABAA）、B型（GABAB）、C 型（GABAC）這三種類型[4，6]。哺乳動物大腦中含量最多的也是最重要的GABA受體是GABAA。通過這三種受體的相互作用，GABA在動物體內具有重要的生理功能。同時 GABA可以兼作營養因子為生物體內提供能量，此外還能調節細胞內多種生理信息。

3.1 調節血壓

GABA 可用于預防、輔助治療高血壓等心血管疾病。研究表明GABA主要通過兩種方式降壓：一種是GABA通過中樞神經系統的調節能有效促進血管擴張，GABA與有擴張血管作用的突觸后GABAA受體和對交感神經末梢有抑制作用的GABAb受體相結合，能夠促進血管擴張，從而使血壓降低[2];另一種是 GABA能較強抑制ACE的活性，減少血管緊張素Ⅱ的合成，減少強升壓產生，血壓降低。此外，也有文獻報道GABA還能減少去甲腎上腺素的釋放量起到降血壓作用[6]

3.2 腦的功能與記憶

GABA可從根本上鎮靜神經，從而起到抗焦慮的效果.有利于學習與記憶。以及改善睡眠。GABA可以提高腦中葡萄糖磷脂酶的活性，能有效地活化腦血流通;增加氧供給量;可以改善腦血管障礙的癥狀;腦部外傷后遺癥及腦動脈化導致的頭疼;有效預防或改善老年癡呆癥。Thanapreedawat認為 GABA對認知功能及時間記憶有一定的影響作 用。此外，研究表明GABA對情緒波動、焦慮及壓力緩解、學習有著重要的作用。

3.3 抗疲勞

Kanehira通過實驗證明口服含有50 mgGABA 的飲料（250 mL）能明顯降低精神上和身體上所產生的疲勞感，并且提高任務解決能力。王嘉怡等通過小鼠實驗的得出GABA含量增加，食用高劑量GBRB有利于延長大鼠負重游泳力竭時間，說明GABA具有緩解體力疲勞的功效。在工作、學習、運動等過程中，很容易產生疲勞感，這是一種正常的生理現象。所以，將含有GABA功能因子應用在食品或保健品上也是十分有意義的。

3.4 改善和治療糖尿病

糖尿病在人群中普遍存在。研究發現GABA受體對胰腺激素如胰島素、胰島血糖素的分泌過程有著重要作用，蘇志潔等人提出在 GABA 刺激下，人胰島β樣細胞數量顯著增多，而α細胞數量呈現減少趨勢。這些發現將對今后糖尿病的預防和治療有著積極的影響，同時也說明了GABA產品開發的重要性。

3.5 其它功能

此外，眾多研究表明GABA還有具有鎮痛作用、抗癲癇病等精神疾病、調節激素分泌及控制哮喘、抗癌、調節心律失常等功能。現已證實，作為小分子量非蛋白質氨基酸的GABA具備食用安全性，并可用于飲料等食品的生產，眾多的生理活性決定來GABA在未來一定會有更加廣泛的應用。

4.CABA的應用

目前 GABA 作為癲癇、帕金森以及神經類等藥物廣泛應用于醫藥領域。在農作物種植中，GABA噴灑在植物表面可增強植物耐寒、耐旱、耐堿、耐澇、耐熱能力，還可進行果實催熟。近年來，GABA相關功能性食品的開發也引人關注，包括植物（米胚、米糠、綠茶、南瓜、豆制品、西紅柿、小球藻等）、微生物（乳酸菌、酵母）等由來的GABA的食品，都獲得了良好的社會價值和經濟效益。在某些發達國家，已經將 γ-氨基丁酸添加至保健食品中，并且還研究出具有較高 γ-氨基丁酸含量的農作物，并進行大規模的生產加工，具有一定的市場優勢。

參考文獻

[1]劉元，王玥瑋，張立娟.米糠發酵產γ-氨基丁酸條件優化的研究.食品研究與開發，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]李文強，劉洋，唐榮興，廖平安，馬立新.全細胞生物轉化法制備γ-氨基丁酸.湖北大學學報（自然科學版），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.