GABAayuda a las plantas a defenderse contra enemigos naturales externos. Cuando los insectos se alimentan, la ruptura celular y la lesión tisular son causadas por lesiones en las plantas. Este corte mecánico estimulará el aumento de Ca2+ en las plantas. Las plantas secretan GABA bajo la estimulación de Ca2 + como medida para resistir la alimentación de insectos. En este proceso, no hay señal de jasmonato involucrada en la acumulación de GABA. Hay receptores iónicos de GABA en insectos. La subunidad RDL (resistente a la dieldrina) del canal de cloruro cerrado gaba de Drosophila es el objetivo de muchos insecticidas. La inducción de GABA redujo la corriente única del receptor de GABA. Específicamente, GABA actúa a través de canales de cloruro cerrados por el receptor de GABA en invertebrados. Como la mayoría de los pesticidas, a través de los canales de cloruro del receptor de GABA, Cl-aguas abajo impulsado por gradientes electroquímicos, lo que lleva a la hiperpolarización de la membrana plasmática e inhibe la alimentación de insectos. En las plantas de tabaco que sobreexpresan GABA, cuando se inoculan con nematodos del norte, se encontró que la capacidad reproductiva de los nematodos adultos femeninos disminuyó en su conjunto. De esta manera puede hacer que las plantas logren el efecto de defensa contra los enemigos naturales. En el proceso de alimentación de Ligustrum lucidum por larvas e hembras herbívoras, se encuentra que Ligustrum lucidum reducirá su actividad de lisina y hará que la proteína sea nutritiva, mientras que las larvas de e hembras secretarán glicina β- Alanina, amina y otras moléculas inhiben la reducción de la lisina vegetal. El proceso de comunicación entre las plantas y los herbívoros también demuestra la función de GABA como una molécula de señal.
Papel en el proceso de antioxidación y oxidación: La derivación de GABA, como producto intermedio de la vía de ramificación del ciclo del ácido tricarboxílico, está estrechamente relacionada con el ciclo energético. Al mismo tiempo, GABA juega un papel como regulador de los metabolitos oxidativos. Cuando el mutante Arabidopsis SSADH fue expuesto a altas temperaturas, se encontró que su oxígeno reactivo intermedio (ROI) se acumuló, lo que resultó en la muerte de la planta. demostró que había una relación entre el ROI y el GABA. Del mismo modo, los mutantes de los genes SSADH y GABA-T tienen una gran cantidad de ROI a alta temperatura α-fenilnitrona (PBN) puede acumular una gran cantidad de GABA y mejorar la tasa de supervivencia de la levadura. Por lo tanto, se considera que la vía de derivación gaba juega un papel en la inhibición del ROI a alta temperatura. En el proceso de derivación de GABA, SSA se puede transformar en GHB a través de GlyR / ssar, y GHB está estrechamente relacionado con el ROI. Hay una gran acumulación de GHB y ROI en el mutante de deleción de SSADH, y la guabatrina puede inhibir la acumulación de GHB y ROI e inhibir la muerte por peroxidación. El proceso de derivación de GABA puede reducir la acumulación de ROI y proteger a los organismos del daño oxidativo y la descomposición del peróxido causada por la alta temperatura.
Hay dos vías de síntesis y transformación de GABA en las plantas: una es que la descarboxilasa del ácido glutámico (GAD) cataliza la descarboxilación del ácido glutámico para sintetizar GABA, que se llama derivación de GABA; El otro es GABA formado por la transformación de productos de degradación de poliamina, que se llama vía de degradación de poliamina.
También puede mantener el equilibrio de carbono y oxígeno: el equilibrio metabólico de carbono y nitrógeno implica muchos procesos fisiológicos, incluido el metabolismo energético, el metabolismo de aminoácidos, etc. Debido a que la vía de síntesis y derivación de GABA implica el metabolismo del nitrógeno, GABA también es una parte importante del ciclo del ácido tricarboxílico en el ciclo de energía. La vía de derivación de GABA compite con la cadena respiratoria para SSADH. Por lo tanto, GABA se ha considerado como un vínculo importante del metabolismo del carbono y el nitrógeno durante mucho tiempo. La vía GABA de síntesis de glutamato en la rama del ciclo del ácido tricarboxílico es uno de los factores clave para que las plantas respondan rápidamente a los estímulos externos. La mayoría de los NH3 + se sintetizan por la vía de la glutamina sintetasa / glutamato sintetasa, que se considera la principal vía sintética de los aminoácidos. La mayoría de las moléculas de aminoácidos libres son fijadas por la glutamina. El glutamato se considera la principal forma de acumulación de nitrógeno en las raíces viejas de las plantas. El nitrógeno se almacena en aminoácidos como la arginina. Al mismo tiempo, la arginina también se puede utilizar para el transporte para satisfacer las necesidades de nitrógeno de los organismos. Del mismo modo, los aminoácidos también participan en el metabolismo energético a través de la conversión en precursores o intermedios del ciclo del ácido tricarboxílico. En el estudio de la espinaca, se encontró que la prolina representó el 8.1% ~ 36% del total de aminoácidos libres, GABA representó el 12.8% ~ 22.2%, el glutamato representó el 5.6% ~ 21.5%. El glutamato es el precursor de GABA y prolina. A baja temperatura, las plantas desviarán el nitrógeno del glutamato hacia la vía metabólica del nitrógeno regulado por GABA y prolina. Además, en Arabidopsis cultivada bajo 50mmol / L GABA, excepto NADP + citrato deshidrogenasa dependiente, glutamina sintetasa en raíz y brote y fosfoenolpiruvato carboxilasa en brote, casi todas las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo primario del nitrógeno y la absorción de nitratos se vieron afectadas. En Arabidopsis cultivada en condiciones de NaCl, se encontró que la acumulación de GABA condujo al aumento de aminoácidos generales en Arabidopsis. En las hojas de Arabidopsis cultivadas con diferentes compuestos de nitrógeno (10mmol / L NH4Cl, 5mmol / L NH4NO3, 5mmol / L glutamato y 5mmol / L glutamina) como única fuente de nitrógeno, su actividad GAD y nivel de proteína son diferentes, lo que indica que GAD juega un papel en el metabolismo del nitrógeno.
El aumento de la actividad del TAG y el GABA y la dopamina también se encontraron en los plátanos sin estrés. Bajo estrés salino, la actividad de la glutamato deshidrogenasa y la expresión de TAG aumentaron instantáneamente, y luego aumentaron el flujo de derivación de GABA y otras vías relacionadas para regular el equilibrio de carbono y nitrógeno. Bajo estrés, la proporción de NADH: NAD + y ADP: ATP también puede afectar a GABA-T, lo que resulta en la acumulación de GABA. Bajo estrés salino, las plantas hacen más uso de la vía de equilibrio C / N para aliviar el estrés.
Además, GABA también tiene efecto de maduración. GABA puede estimular la biosíntesis de etileno mediante la estimulación de la abundancia transcripcional de 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico (ACC) sintasa. El etileno puede proporcionar oxígeno a las plantas al promover el crecimiento de raíces adventicias bajo el anegamiento. La alta concentración de GABA puede inhibir el crecimiento de mutantes de la GABA aminotransferasa (GABA-T, gabt) de plantas y bacterias, y la alta concentración puede inhibir la reproducción de bacterias en las plantas. La inhibición de GABA-T en tomate conducirá a la acumulación de GABA y la aparición de enanismo en tomate.