[发明专利]谷氨酸钠生物固相酶催化合成γ-氨基丁酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由谷氨酸钠生物固相酶催化合成γ-氨基丁酸的方法，属于生物合成领域。

背景技术

γ-氨基丁酸综述

简介

γ-氨基丁酸，英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)γ-氨基丁酸，化学名称： 4-氨基丁酸；别名： γ-氨基丁酸，氨酪酸，哌啶酸。分子式： C₄H₉NO₂ 。分子量： 103.1。广泛分布于动植物体内。植物如豆属、参属、中草药等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。在动物体内，GABA几乎只存在于神经组织中，其中脑组织中的含量大约为0.1-0.6mg/g组织，免疫学研究表明，其浓度最高的区域为大脑中黑质。GABA是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性。

基本信息

γ-氨基丁酸；英文名：γ-aminobutyric acid (GABA)

化学名称：4-氨基丁酸 

别名：γ-氨基丁酸，氨酪酸，哌啶酸； 

分子式：C₄H₉NO₂

分子量：103.1 

CAS：56-12-2

化学结构式： 

       

  理化性质：

　　小叶状结晶（甲醇-乙醚）、针状结晶（水-乙醇），熔点202℃（在快速加热下分解）。在25℃时解离常数Ka3.7×10^-11, Kb1.7×10^-10。易溶于水，微溶于热乙醇，不溶于其他有机溶剂。在熔点温度以上分解形成吡咯烷酮和水。外观：白色结晶或结晶性粉末。 

白色片状或针状结晶；微臭，具有潮解性；极易溶于水，微溶于热乙醇，不溶于冷乙醇、乙醚和苯；分解点为202℃；LD₅₀(大鼠，腹腔) 5400mg/kg。 

来源分布：

　　γ-氨基丁酸（GABA）是一种天然活性成分，广泛分布于动植物体内。植物如豆属、参属、中草药等的种子、根茎和组织液中都含有GABA。在动物体内，GABA几乎只存在于神经组织中，其中脑组织中的含量大约为0.1～0.6mg/g组织，免疫学研究表明，其浓度最高的区域为大脑中黑质。 

生理作用： 

　　γ-氨基丁酸属强神经抑制性氨基酸，具有镇静、催眠、抗惊厥、降血压的生理作用。它是抑制性神经递质（Inhibitory Neurotransmitter），可以抑制动物的活动，减少能量的消耗。氨基丁酸作用于动物细胞中的GABA受体，GABA受体是一个氯离子通道，GABA的抑制性或兴奋性是依赖于细胞膜内外的氯离子浓度的，GABA受体被激活后，导致氯离子通道开放，能增加细胞膜对氯离子通透性，使氯离子流入神经细胞内，引起细胞膜超极化，抑制神经细胞元激动，从而减少动物的运动量。 

它是通过减少动物的无意识运动，来减少能量消耗，从而达到促生长的目的。γ-氨基丁酸能促进动物胃液和生长激素的分泌，从而提高生长速度和采食量；能兴奋动物的采食中枢，从而增加采食量。是一种神经抑制的产品。  

γ-氨基丁酸临床应用：

（1）镇静神经、抗焦虑。医学家已经证明GABA是中枢神经系统的抑制性传递物质，是脑组织中最重要的神经递质之一。其作用是降低神经元活性，防止神经细胞过热，GABA能结合抗焦虑的脑受体并使之激活，然后与另外一些物质协同作用，阻止与焦虑相关的信息抵达脑指示中枢。 

（2）降低血压。GABA能作用于脊髓的血管运动中枢，有效促进血管扩张，达到降低血压的目的。据报道，黄芪等中药的有效降压成分即为GABA。 

（3）治疗疾病。1997年，大熊诚太郎的研究表明GABA与某些疾病的形成有关，帕金森病人脊髓中GABA的浓度较低，癫痫病患者脊髓液中的GABA浓度也低于正常水平。日本大阪大学医学院的研究显示GABA对Kupperman综合症具有显著的改善效果。另外，神经组织中GABA的降低也与Huntington疾病、老年痴呆等神经衰败症的形成有关。 

（4）降低血氨。我国的临床医学和日本的研究者也都认为，GABA能抑制谷氨酸的脱羧反应，使血氨降低。更多的谷氨酸与氨结合生成尿素排出体外，以解除氨毒，从而增进肝机能。摄入GABA可以提高葡萄糖磷酸酯酶的活性，使脑细胞活动旺盛，可促进脑组织的新陈代谢和恢复脑细胞功能，改善神经机能。