4. Bố cục của luận văn
1.3.1.3. Glycinebetaine và vai trò của glycinebetaine
Glycine betain (GB) là một hợp chất amin bậc 4, sản phẩm của quá trình oxy hóa choline trong quá trình tổng hợp methionine. Ở thực vật bậc cao, glycine betaine được tổng hợp trong lục lạp thông qua con đường: Choline → betaine aldehyde → glycine betaine nhờ vào sự xúc tác của 2 enzyme lần lượt là choline monooxxygenase và betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) [28].
Cùng với proline, glycine betain cũng được biết đến là một trong những chất có vai trò quan trọng trong điều chỉnh áp suất thẩm thấu nội bào khi thực vật sống trong các điều kiện bất lợi như khô hạn, mặn, lạnh,.. (Sakamoto và Murata, 2002) [44].Các nghiên cứu cho thấy tăng hàm lượng glycine betain trong cây có thể gia tăng khả năng chịu hạn của thực vật.
Glycine betaine bảo vệ cây bằng cách duy trì cân bằng nước giữa tế bào và môi trường, ổn định các đại phân tử, điều chỉnh và duy trì màng thylacoid, đảm bảo hiệu quả quang hợp dưới điều kiện khô hạn và nồng độ muối cao (Yang et al., 2005) [47]. Trong tự nhiên, rau bina, ngô, củ cải đường và lúa mạch, nhanh chóng tích lũy glycine betaine khi cây bị tác động bởi môi trường hạn hán, nồng độ muối cao và nhiệt độ thấp. Glycine betaine giúp chống lại tác dụng phụ gây ra bởi các yếu tố phi sinh học, ngăn ngừa sự biến tính và mất hoạt tính của protein. Nó có vai trò bảo vệ màng tế bào của lá, bảo vệ các thành phần của bộ máy quang hợp, bảo vệ ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) và hệ sắc tố quang hợp.
Glycine betaine cũng tham gia vào việc bảo vệ cơ quan sinh sản, bảo vệ bộ máy quang hợp và giải độc các ROS trong stress do các nhân tố môi trường ở thực vật, đồng thời kích hoạt một số gen liên quan đến chống chịu và bảo vệ màng tế bào ở thực vật. Glycine betaine cũng liên quan đến việc bảo vệ cấu trúc bậc bốn của protein bởi các áp lực gây ra bởi các tác động từ môi trường. Glycine betaine được tổng hợp nhằm bảo vệ bộ máy quang hợp bằng cách ổn định hoạt động của các protein sửa chữa [35].