于 平，刘 航，朱鹏志，胡淳玉，杨柳贞，贺 敏，马 健

    (浙江工商大学食品与生物工程学院 杭州 310018)

    γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid，GABA)是一种非蛋白质氨基酸[1]，最初是在马铃薯块茎组织中发现的[2]。在微生物中，γ-氨基丁酸参与了芽胞杆菌的孢子萌发过程[3-5]。大肠杆菌、乳酸菌、单增李斯特菌和分枝杆菌等部分细菌还可利用γ-氨基丁酸来抵抗酸性环境[6-8]。

    目前，γ-氨基丁酸作为一种生物活性因子广泛应用于食品和制药工业中。它可以作为一种功能因子添加到食品中，如奶酪、茶和面包的制作过程中经常添加γ-氨基丁酸[9-11]。在制药工业中，γ-氨基丁酸作为哺乳动物中枢神经系统的主要抑制性神经递质，可改善大脑内血浆和生长激素的浓度以及蛋白质的合成[12]。口服γ-氨基丁酸还能显著降低血压和治疗神系统经障碍[13]。Hagiwara 等[14]的报道称γ-氨基丁酸作为胰岛素的强分泌剂，可有效预防糖尿病。γ-氨基丁酸的摄入也可以调节疼痛和焦虑以及血清和脂质水平[15-16]，抑制癌细胞增殖[17]，提高记忆力和学习能力[16]。

    由于γ-氨基丁酸的诸多有益功能和日益增长的商业需求，越来越多的学者尝试通过化学或生物法制备γ-氨基丁酸[17-19]。由于生物法具有反应过程简单、催化效率高、反应条件温和和环境相容性好等优点，目前已成为制备γ-氨基丁酸的主要方法[20]。γ-氨基丁酸可由谷氨酸脱羧酶(GAD)催化谷氨酸脱羧制备(图1)[1，21]，因此研制高校廉价的谷氨酸脱羧酶是生物法制备γ-氨基丁酸的关键。

    图1 L-谷氨酸脱羧制备γ-氨基丁酸Fig.1 Preparation of γ-aminobutyric acid by L-glutamate decarboxylation

    谷氨酸脱羧酶能催化谷氨酸和谷氨酸盐的α-脱羧反应合成γ-氨基丁酸[1]。它是一种磷酸吡哆醛依赖型酶，包括谷氨酸脱羧酶A(GadA)和B(GadB)2 个亚基[3]。据报道，谷氨酸脱羧酶广泛存在于哺乳动物的大脑、植物和微生物中[22]。来源不同的谷氨酸脱羧酶，在酶学性质上存在一定的差异。目前许多学者已经从植物[23]、大肠杆菌[24]、曲霉[25]和乳酸菌[26]中成功分离了谷氨酸脱羧酶 ......