饲料用γ-氨基丁酸,别名:4—氨基丁酸,氨酪酸,哌啶酸,GABA
【理化性质】白色或类白色结晶性粉末:略有臭味,微苦;易溶于水;含量≥99%【产品说明】γ—氨基丁酸(GABA)又名氨酪酸,属于氨基酸类衍生物。它是一种在动物体内起神经镇定作用的非蛋白质氨基酸,在动物体内主要由谷氨酸经过脱羧反应而来。GABA是一种神经镇静剂,研究表明其具有安定、抗惊厥、、增进脑活力、营养神经细胞、促进生长激素分泌以及保肝利肾等作用。γ—氨基丁酸作为一种新型饲料添加剂,对畜禽具有抗热应激、促生长、提高生产性能等作用,效果显著,安全性高等特点。
GABA在溶液中常以两性离子(带负电荷的羧基和带正电荷的氨基)形式存在,由于正负电荷基团间的静电相互作用,使得GABA在溶液中能够兼具气态(折叠态)和固态(伸展态)时的分子构象,而GABA在溶液中多分子构象共存的形式,使其能够结合多种受体蛋白并发挥多种重要生理功能。
植物富集法,植物富集法是一种新型开发的合成萃取提纯技术,它是用GABA含量较高的植物进行分离提取,这样便有了既便宜纯度又高的GABA产品。从植物中获取GABA的方法主要有以下两种:其中一种是利用溶剂萃取提纯法,另一种是柱分离制备法。溶剂萃取法,溶剂萃取法是利用水或醇作为GABA的提取剂,根据植物在水或者醇中的溶解度以及分配系数不同的原理将GABA提出到水或者醇中,并且经过反复的过滤提纯,可以使植物中绝大多数的GABA都被萃取出来。柱分离制备法,柱分离制备法,又被叫做柱色谱法,是一种利用不同的混合物中的组分在固液两相中具有不同分配系数的原理,进行洗脱分离及其他后续操作,它的大分类应该归属于层析法。色谱柱一般采用树脂、硅胶或活性炭等作为填充材料。
在植物中,存在于细胞质中的GAD和线粒体中的GABA-T、SSADH共同调节GABA支路代谢,其中GAD是合成GABA的限速酶。植物GAD含有钙调蛋白(CaM)结合区,GAD活性不仅受Ca2+和H+浓度的共同调控,还受到GAD辅酶——磷酸吡哆醛(PLP)以及底物谷氨酸浓度的影响。这种双重调节机制将GABA的细胞积累与环境胁迫的性质和严重程度联系起来。冷激、热激、渗透胁迫和机械损伤均会提高细胞液中Ca2+浓度,Ca2+与CaM结合形成Ca2+/CaM复合体,在正常生理pH条件下能够刺激GAD基因表达,提高GAD活性;而酸性pH刺激GAD的出现是由于应激降低细胞的pH,减缓细胞受到酸性危害。植物中GABA支路被认为是合成GABA的主要途径。目前,大多数研究集中在如何提高GAD活性实现GABA富集。
多胺(polyamine,PAs)包括腐胺(putrescine,Put)、精胺(spermine,Spm)和亚精胺(spermidine,Spd),其中以腐胺作为多胺生物代谢的中心物质。多胺降解途径是指二胺或多胺(PAs)分别经二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)和多胺氧化酶(polyamine oxidase,PAO)催化产生4-氨基丁醛,再经4-氨基丁醛脱氢酶(4-amino aldehyde dehydrogenase,AMADH)脱氢生成GABA的过程,多胺降解途径终与GABA支路交汇后参与TCA循环代谢。其中二胺氧化酶和多胺氧化酶是分别催化生物体内Put和Spd、Spm降解的关键酶。蚕豆发芽期间,厌氧胁迫可诱导多胺合成的关键性酶活性的提高,促进多胺的积累,同时多胺氧化酶活性也随之提高,通过多胺降解途径促进了GABA的合成与积累,提高了蚕豆的抗逆境能力。研究表明,大豆根中游离多胺含量在盐胁迫下增加,DAO活力提高,GABA富集量增加11~17倍。尽管多胺降解途径被认为是合成GABA的另一条重要途径,但其在单子叶植物中合成GABA的能力远低于GABA支路。
GABA长久以来被认为与植物多种应激和防御系统有关。GABA会随着植物受到刺激而升高,被认为是植物中响应于各种外界变化、内部刺激和离子环境等因素如pH、温度、外部天敌刺激的一种有效机制。GABA还可以调节植物内环境如抗氧化、催熟、保鲜植物等作用。近年来GABA在植物中也被发现作为信号分子在植物中传递扩大信息。GABA曾在大豆、拟南芥、茉莉、草莓等植物中相继发现。低浓度的GABA有助于植物生长发育,高浓度下又会起相反的作用。
GABA有助于植物对外界天敌的防御。当昆虫取食时由于植物受伤导致细胞破裂和组织受伤,这种机械切割会刺激植物中Ca2+的增加,植物在Ca2+刺激下分泌GABA作为一种抵御昆虫取食的措施。在此过程中不存在茉莉酸类信号参与GABA的积累。昆虫存在离子型GABA受体,其中果蝇的GABA门控氯离子通道亚基RDL(resistant to dieldrin)是许多杀虫剂药物的作用靶标。GABA诱导使得GABA受体的单电流降低。具体为GABA在无脊椎动物中通过GABA受体门控的氯离子通道起作用,与大多数杀虫剂相同,通过GABA受体氯离子通道,使Cl-在电化学梯度的驱使下流向下游,导致质膜超极化,并抑制昆虫取食。而在过量表达GABA的烟草植物中,接种北方线虫,发现其雌性成年线虫的繁殖能力整体下降,这种方式可以使植物达到防御天敌的效果。在对女贞子被草食女娥幼虫取食过程中,发现女贞子会降低自身赖氨酸活性使得蛋白质无营养,而女娥幼虫在此期间会分泌甘氨酸、β-丙氨酸、胺等分子抑制植物赖氨酸的减少,这种植物与草食昆虫的交流过程也证明了GABA作为信号分子的功能。