Glycine betaine (GB) là một hợp chất amoni bậc bốn, có hoạt động hiệu quả nhất trong tăng cường ấp suất thẩm thấu của tế bào, được gọi như là một chất hòa tan tương thích. GB đã được tìm thấy ở cả tế bào động vật, vi khuẩn và một số loài thực vật hạt kín có khả năng chống chịu (hạn, mặn) (McCue & Hanson, 1990). Việc tăng cường tích lũy GB ở thực vật đóng vai trò sinh lý quan trọng trong việc làm giảm stress liên quan đến áp suất thẩm thấu. Những loài có khả năng tích lũy GB một cách tự nhiên như rau bina, lúa mạch, ngô, củ cải đường khi chúng tiếp xúc với các stress hạn, mặn, lạnh, nhiệt độ cao. GB bảo vệ thực vật bằng cách duy trì cân bằng nước và ổn định các đại phân tử dưới sự mất nước khi tế bào ở điều kiện môi trường stress.
GB có nhiều ở lục lạp, nơi có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và bảo vệ màng thylacoide, do đó, tăng cường hiệu quả hoạt động của bộ máy quang hợp (Yang et al., 2007).
Ở thực vật bậc cao, GB được tổng hợp từ choline qua betaine aldehyde nhờ enzyme choline monooxygenase (CMO); sau đó betaine aldehyde được chuyển thành glycine betaine nhờ betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) (Rathinasbapathi et al., 1997).
Ở một số vi khuẩn như Arthrobacter globiformis và Arthrobacter panescens,
GB được tổng hợp chỉ cần xúc tác bởi choline oxydase (codA) mà không thông qua hợp chất trung gian nào (Ikuta et al., 1997).
Người ta cho rằng, có nhiều gen liên quan tổng hợp GB như: CMO, BADH, codA từ những cơ thể sinh vật. Gen mã hóa cho CMO và BADH được phân lập từ một số loài thực vật bậc cao (Rathinasbapathi et al., 2001) còn codA được phân lập từ vi khuẩn A. Globiformis (Hayashi et al., 1997).
Gen codA mã hóa cho choline oxydase, là enzyme chìa khóa có vai trò quan trọng trong phản ứng sinh tổng hợp GB chỉ được tìm thấy và phân lập ở vi khuẩn Arthrobacter globiformis, thuộc nhóm vi khuẩn gram dương sống trong đất.