GABAaiuta le piante a difendersi dai nemici naturali esterni. Quando gli insetti si nutrono, la rottura delle cellule e il danno tissutale sono causati da lesioni alle piante. Questo taglio meccanico stimolerà l'aumento di Ca2 plus nelle piante. Le piante secernono GABA sotto la stimolazione di Ca2 plus come misura per resistere all'alimentazione degli insetti. In questo processo, non vi è alcun segnale jasmonate coinvolto nell'accumulo di GABA. Ci sono recettori ionici GABA negli insetti. La subunità del canale del cloro GABA gated RDL (resistente alla dieldrin) della Drosophila è l'obiettivo di molti insetticidi. L'induzione del GABA ha ridotto la singola corrente del recettore GABA. In particolare, il GABA agisce attraverso i canali del cloro gated del recettore GABA negli invertebrati. Come la maggior parte dei pesticidi, attraverso i canali del cloro del recettore GABA, Cl-a valle guidato da gradienti elettrochimici, portando all'iperpolarizzazione della membrana plasmatica e inibendo l'alimentazione degli insetti. Nelle piante di tabacco che sovraesprimono GABA, quando inoculate con nematodi settentrionali, è stato riscontrato che la capacità riproduttiva delle femmine adulte di nematodi è diminuita nel suo insieme. In questo modo le piante possono ottenere l'effetto di difesa contro i nemici naturali. Nel processo di alimentazione del Ligustrum lucidum da parte di larve femmine e erbivore, si scopre che il Ligustrum lucidum ridurrà la sua attività di lisina e renderà nutritive le proteine, mentre le larve e femmine secernono glicina - Alanina, ammina e altre molecole inibiscono la riduzione della lisina vegetale. Il processo di comunicazione tra piante ed erbivori dimostra anche la funzione del GABA come molecola segnale.
Ruolo nel processo di antiossidante e di ossidazione: lo shunt GABA, come prodotto intermedio della via ramificata del ciclo dell'acido tricarbossilico, è strettamente correlato al ciclo energetico. Allo stesso tempo, il GABA svolge un ruolo di regolatore dei metaboliti ossidativi. Quando il mutante SSADH di Arabidopsis è stato esposto a temperature elevate, si è scoperto che il suo intermedio di ossigeno reattivo (ROI) si accumulava, provocando la morte delle piante. ha dimostrato che esiste una relazione tra ROI e GABA. Allo stesso modo, i mutanti dei geni SSADH e GABA-T hanno una grande quantità di ROI ad alta temperatura: il fenilnitrone (PBN) può accumulare una grande quantità di GABA e migliorare il tasso di sopravvivenza del lievito. Pertanto, si ritiene che il percorso shunt GABA svolga un ruolo nell'inibizione della ROI ad alta temperatura. Nel processo di shunt GABA, SSA può essere trasformato in GHB tramite GlyR / ssar e GHB è strettamente correlato al ROI. C'è un grande accumulo di GHB e ROI nel mutante di delezione di SSADH e la guabatrin può inibire l'accumulo di GHB e ROI e inibire la morte per perossidazione. Il processo di smistamento GABA può ridurre l'accumulo di ROI e proteggere gli organismi dal danno ossidativo e dal decadimento del perossido causato dalle alte temperature.
Esistono due percorsi di sintesi e trasformazione del GABA nelle piante: uno è che la decarbossilasi dell'acido glutammico (GAD) catalizza la decarbossilazione dell'acido glutammico per sintetizzare il GABA, che è chiamato GABA shunt; L'altro è il GABA formato dalla trasformazione dei prodotti di degradazione delle poliammine, chiamato via di degradazione delle poliammine.
Può anche mantenere l'equilibrio di carbonio e ossigeno: l'equilibrio metabolico di carbonio e azoto coinvolge molti processi fisiologici, tra cui il metabolismo energetico, il metabolismo degli aminoacidi e così via. Poiché la sintesi del GABA e la via dello shunt coinvolgono il metabolismo dell'azoto, il GABA è anche una parte importante del ciclo dell'acido tricarbossilico nel ciclo energetico. Il percorso shunt GABA compete con la catena respiratoria per SSADH. Pertanto, il GABA è stato a lungo considerato un importante collegamento del metabolismo del carbonio e dell'azoto. Il percorso GABA della sintesi del glutammato nel ramo del ciclo dell'acido tricarbossilico è uno dei fattori chiave affinché le piante rispondano rapidamente agli stimoli esterni. La maggior parte dell'NH3 plus è sintetizzata dalla via della glutammina sintetasi / glutammato sintetasi, che è considerata la principale via sintetica degli amminoacidi. La maggior parte delle molecole amminiche libere sono fissate dalla glutammina. Il glutammato è considerato la principale forma di accumulo di azoto nelle vecchie radici delle piante. L'azoto è immagazzinato in aminoacidi come l'arginina. Allo stesso tempo, l'arginina può essere utilizzata anche per il trasporto per soddisfare il fabbisogno di azoto degli organismi. Allo stesso modo, gli amminoacidi partecipano anche al metabolismo energetico attraverso la conversione in precursori o intermedi del ciclo dell'acido tricarbossilico. Nello studio sugli spinaci, è stato riscontrato che la prolina rappresentava l'8,1% ~ 36% degli aminoacidi liberi totali, il GABA rappresentava il 12,8% ~ 22,2%, il glutammato rappresentava il 5,6% ~ 21,5%. Il glutammato è il precursore del GABA e della prolina. A bassa temperatura, le piante deviano l'azoto del glutammato nella via metabolica dell'azoto regolata da GABA e prolina. Inoltre, in Arabidopsis coltivato sotto 50 mmol / L GABA, eccetto NADP più citrato deidrogenasi dipendente, glutammina sintetasi nella radice e nel germoglio e fosfoenolpiruvato carbossilasi nel germoglio, quasi tutte le attività enzimatiche relative al metabolismo primario dell'azoto e all'assorbimento dei nitrati sono state influenzate. In Arabidopsis coltivato in condizioni di NaCl, è stato riscontrato che l'accumulo di GABA ha portato all'aumento degli amminoacidi complessivi in Arabidopsis. Nelle foglie di Arabidopsis coltivate con diversi composti azotati (10mmol/L NH4Cl, 5mmol/L NH4NO3, 5mmol/L glutammato e 5mmol/L glutammina) come unica fonte di azoto, la loro attività GAD e il livello proteico sono diversi, indicando che il GAD svolge un ruolo nel metabolismo dell'azoto.
L'aumento dell'attività del GAD e del GABA e della dopamina sono stati riscontrati anche nelle banane senza stress. Sotto stress salino, l'attività della glutammato deidrogenasi e l'espressione del GAD sono aumentate istantaneamente, quindi hanno aumentato il flusso dello shunt GABA e di altri percorsi correlati per regolare l'equilibrio di carbonio e azoto. Sotto stress, il rapporto tra NADH: NAD plus e ADP: ATP può anche influenzare il GABA-T, con conseguente accumulo di GABA. Sotto stress salino, le piante utilizzano maggiormente il percorso dell'equilibrio C/N per alleviare lo stress.
Inoltre, il GABA ha anche un effetto di maturazione. Il GABA può stimolare la biosintesi dell'etilene stimolando l'abbondanza trascrizionale dell'{0}}aminociclopropano-1-acido carbossilico (ACC) sintasi. L'etilene può fornire ossigeno alle piante favorendo la crescita di radici avventizie sotto il ristagno idrico. Un'elevata concentrazione di GABA può inibire la crescita dei mutanti vegetali e batterici della GABA aminotransferasi (GABA-T, gabt) e un'alta concentrazione può inibire la riproduzione dei batteri nelle piante. L'inibizione del GABA-T nel pomodoro porterà all'accumulo di GABA e all'emergere del nanismo nel pomodoro.