近来不少商家纷纷传出往自家产品添加γ-氨基丁酸(GABA)的新闻，很多人或许是第一次听说这个新名词，那么γ-氨基丁酸到底是什么？
γ-氨基丁酸简称GABA，其实是一种非蛋白编码的氨基酸，在植物面对逆境胁迫时，各组织中GABA含量快速大量的升高。在动物中，GABA已被证明是重要的神经信号分子，通过其受体GABAA和GABAB使得神经细胞超极化，从而传递神经信号。在植物中，GABA承担着能量代谢和信号分子的双重身份，且在抗病虫害过程中，也发挥着积极的作用。
图1.脊椎动物神突触末释放GABA，突触前GABAA和GABAB接受GABA信号引起细胞超极化。
2015年Matthew Gilliham与Stephen D. Tyerman研究团队发现GABA能够抑制小麦阴离子通道TaALMT1(aluminium-activated malate transporter 1)活性，从而影响小麦根部苹果酸转运以及细胞膜电位(Ramesh et al., 2005)。从而给GABA在植物中作为一种信号分子提供了实验证据以及可能的作用模型。然而，调控物质对于通道蛋白活性的影响主要通过两方面，一是影响通道的开放几率，一是影响通道的开放程度。在脊椎动物中，GABA在细胞膜外侧通过激活其受体通道蛋白GABAA的开放几率使得Cl-内流，从而引起神经细胞膜电位超极化。那么ALMTs是否是GABA在植物中的受体通道蛋白，其作用机理又是怎样的呢？
图2.GABA抑制TaALMT1通道活性。经过不同浓度GABA处理后，TaALMT1所介导的苹果酸跨膜运输存在不同程度抑制
Dr. Long在表达TaALMT1的非洲爪蟾卵母细胞中首次通过单通道膜片钳技术对单个TaALMT1通道响应不同方向不同浓度GABA的过程进行了研究。研究发现GABA对TaALMT1的调控模式与其在脊椎动物中调控GABA不同。GABA对TaALMT1的调控作用发生在细胞膜内侧，抑制了TaALMT1的通道开放几率，而对通道开放程度没有影响。这项研究发现了GABA在植物中的调控模式，进一步证实了ALMTs是GABA在植物中的受体以及GABA在植物中是一个信号分子。
图3.GABA在细胞膜内侧抑制TaALMT1通道开放几率
2019年10月7日《New Phytologist》杂志在线发表了澳大利亚Matthew Gilliham研究团队这一研究成果 (doi: 10.1111/NPH.16238)。Matthew Gilliham组龙雨博士[1]为该论文第一作者，Matthew Gilliham教授为论文通讯作者。
[1]龙雨，博士，澳大利亚阿德莱德大学博士后。2014年6月获中国农业大学植物学博士学位。主要从事离子通道在作物营养高效、逆境响应、激素信号转导等过程中的作用以及调控机制，GABA作为一种信号分子调控植物逆境响应这两方面的研究工作。在作物领域电生理研究技术具有额外优势。先后在Plant Cell、New phytologist、PLoS Pathogen等杂志发表重要研究成果。
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编辑：甄素娟
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