GABA는 중추신경계에서 신경을 억제하는 중요한 역할을 하는 뉴로트랜스미터로, 불안 상태에서 생체방어 반응으로 대뇌 변록계의 흥분을 증폭시키는 역할을 한다. 이 과정에서 \( \mathrm{Cl}^{\mathrm{c}} \)이 세포막에 유입되고, \( \mathrm{Ca}^{2+} \) channel의 억제와 \( \mathrm{K}^{+}, \mathrm{Cl}^{-} \) channel의 활성화를 통해 흥분이 억제되며, 불안 상태가 완화된다. 또한, GABA는 성장호르몬 분비, 통증완화, 혈압조절 등 다양한 생리적 이점을 제공한다. GABA는 세포 내에서 glutamic acid가 glutamate decarboxylase (GAD)에 의해 탈탄산화되면서 생성되며, 이후에는 아미노산 전이반응을 통해 succinic semialdehyde로 전환된다. 이런 GABA의 기능성으로 인해, GABA는 의약품 및 식품소재로서의 가치가 인정되고 있다. 그러나 자연적으로 GABA를 함유한 식품은 그 함량이 낮아, 실제 생리 활성을 얻기 위해서는 대량 섭취가 필요하다는 문제점이 있다.
<p>\( \gamma \)-aminobutyric acid (GABA)가 1950년 Florey와 Robert에 의해 포유류의 뇌 추출액 중에서 \( \gamma \)-aminobutyric acid를 발견한 이래 \( \gamma \)-aminobutyric acid에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. GABA는 분자량이 103.12로 일명 푀페리인산으로 불리우며 비단백태 아미노산의 일종으로 뇌나 척추에 존재하는 신경전달물질로 뇌혈류를 개선하며 뇌의 산소공급을 증가시켜 뇌의 대사촉진 및 뇌 기억을 증진시키는 뇌의 영양제로 알려져 있다. 특히 GABA의 뇌기능 개선작용의 메카니즘은 뇌의 홍분성과 억제성등 2 개의 시그널의 상호조절 작용을 하여 정보를 전단하며 신경선달물질 중 아미노산계 신경전달물질의 대표적 물질이다. 또 GABA는 포유류의 소뇌(小脈) 빛 해마(海馬) 등에 널리 분포되어 있으며 척주, 무척추동물 중에 GABA를 전달하는 뉴론(neuron)이 존재하는데 GABA의 충분한 공금급으로 간질발작을 억제하기도 한다.</p> <p>현재까지의 연구에 의하면 GABA 든 용분상태를 억제하는 중요한 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 뇌세포의 GABA 용체에는 GABAa 및 GABAb 수용체가 있으며 GABAa 수용체는 세포막의 \( \mathrm{Cl}^{\mathrm{c}} \) channel을 정상적으로 유지하도록 조절하는데 사람이 불안한 상태에 빠지면 대뇌 변록계를 중심으로 흥분이 증폭될 때 생체 방어반응에 따라 GABA 뉴론에서 GABA를 방출시켜 Cl channel이 열려 Cl이 세포막에 유입 된다.</p> <p>그리고 GABA 수용체는 GTP 결합 단백질과 공역으로 denylcyclase가 inositol 1, 4, 5, 3- phosphate의 대사회로를 억제하므로써 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) channel의 억제와 \( \mathrm{K}^{+}, \mathrm{Cl}^{-} \)channel의 활성화를 나타내어 세포막내의 훙분이 억제되고 불안 상태가 완화된다. 그 외에도 GABA는 성장호르몬의 분비조절, 통증완화, 정신신경 안전작용, 혈압강하작용, ACE 저해활성 등이 있어 생리학적으로 매우 유익한 물질이다. GABA의 생성기작은 세포내막에서 glutamic acid가 glutamate decarboxylase (GAD)의 효소에 의하여 탈탄산이 이루어지면서 glutamate가 antiporter에 의하여 세포안으로 들어가며 결과적으로 GABA가 세포 밖으로 유출되어 나온다.GABA는 아미노산의 전이반응에 의해 succinic semialdehyde로 전환된 다음 산화에 의하여 succinate가 된다.</p> <p>이와 같이 GABA의 대사는 에너지를 생산하고 TCA 회로에서 산화를 위한 탄소의 공급, 질소 저장화합물 및 아미노산대사산물 등의 여러 가지 기능이 알려져 있다.</p> <p>GABA의 기능성이 알려지면서 의약품으로서뿐만 아니라, 기능성 식품소재로서 관심이 높아지고 있다. 현재 GABA는 현미, 녹차, 맥아, 배추 등에 자연적으로 약간 함유되어 있으나 그 함량이 낮아 자연 식품으로 섭취하는 양으로는 생리 활성을 기대하기 어렵다. 그러므로 인위적으로 GABA의 함량을 높이려는 연구가 보고 되고 있다. 그 예로서 다원에서 생산된 생엽을 인위적으로 혐기적 처리를 하면 GABA의 함량이 증가한다는 보고가 있고, 현미를 발아시킬 때 glutamic acid을 첨가하면 GABA 함량이 2배로 증가한다는 보고도 있으며, 보리맥아 제조 시 발아된 보리를 혐기적으로 처리하여 GABA의 함량을 높였다고 하였다. 그러나 식물을 원재료로 한 GABA의 생산에는 한계가 있으므로 대량생산하기 위해서는 미생물을 이용한 연구가 요구된다. 미생물을 이용한 연구로는 유산균을 starter로 하여 만들어진 cheese와 유산균 발효유에서 GABA가 생산된다는 보고가 있으며, 그 이후 유산균 중 Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum등에서 많은 양의 GABA를 생산할 수 있었다는 보고가 있다.</p>