GABAajuda as plantas a se defenderem contra inimigos naturais externos. Quando os insetos se alimentam, a ruptura das células e a lesão tecidual são causadas pela lesão da planta. Este corte mecânico estimulará o aumento de Ca2 plus nas plantas. As plantas secretam GABA sob a estimulação de Ca2 plus como medida para resistir à alimentação de insetos. Nesse processo, não há sinal de jasmonato envolvido no acúmulo de GABA. Existem receptores iônicos GABA em insetos. A subunidade RDL (resistente ao dieldrin) do canal de cloreto fechado GABA de Drosophila é alvo de muitos inseticidas. A indução de GABA reduziu a corrente única do receptor de GABA. Especificamente, o GABA atua através dos canais de cloreto controlados pelo receptor GABA em invertebrados. Como a maioria dos pesticidas, através dos canais de cloreto do receptor GABA, Cl-downstream impulsionado por gradientes eletroquímicos, levando à hiperpolarização da membrana plasmática e inibindo a alimentação de insetos. Em plantas de tabaco superexpressando GABA, quando inoculadas com nematóides do norte, verificou-se que a capacidade reprodutiva das fêmeas adultas de nematóides diminuiu como um todo. Dessa forma, as plantas conseguem atingir o efeito de defesa contra os inimigos naturais. No processo de alimentação de Ligustrum lucidum por fêmeas e larvas herbívoras, verifica-se que Ligustrum lucidum reduzirá sua atividade de lisina e tornará a proteína nutritiva, enquanto as fêmeas e larvas secretarão glicina - alanina, amina e outras moléculas inibem a redução da lisina da planta. O processo de comunicação entre plantas e herbívoros também comprova a função do GABA como molécula sinalizadora.
Papel no processo de antioxidação e oxidação: GABA shunt, como um produto intermediário da via de ramificação do ciclo do ácido tricarboxílico, está intimamente relacionado ao ciclo de energia. Ao mesmo tempo, o GABA desempenha um papel como regulador de metabólitos oxidativos. Quando o mutante Arabidopsis SSADH foi exposto a alta temperatura, verificou-se que seu intermediário reativo de oxigênio (ROI) se acumulou, resultando na morte da planta. provou que havia uma relação entre ROI e GABA. Da mesma forma, os mutantes dos genes SSADH e GABA-T têm uma grande quantidade de ROI em alta temperatura – a fenilnitrona (PBN) pode acumular uma grande quantidade de GABA e melhorar a taxa de sobrevivência da levedura. Portanto, considera-se que a via de derivação de GABA desempenha um papel na inibição de ROI em alta temperatura. No processo de GABA shunt, o SSA pode ser transformado em GHB através do GlyR/ssar, e o GHB está intimamente relacionado ao ROI. Há um grande acúmulo de GHB e ROI no mutante de deleção de SSADH, e a guabatrina pode inibir o acúmulo de GHB e ROI e inibir a morte por peroxidação. O processo de derivação de GABA pode reduzir o acúmulo de ROI e proteger os organismos contra danos oxidativos e deterioração de peróxido causados por alta temperatura.
Existem duas vias de síntese e transformação de GABA em plantas: uma é que a descarboxilase do ácido glutâmico (GAD) catalisa a descarboxilação do ácido glutâmico para sintetizar o GABA, que é chamado de GABA shunt; O outro é o GABA formado pela transformação de produtos de degradação de poliaminas, que é chamado de via de degradação de poliaminas.
Também pode manter o equilíbrio de carbono e oxigênio: o equilíbrio metabólico de carbono e nitrogênio envolve muitos processos fisiológicos, incluindo metabolismo energético, metabolismo de aminoácidos e assim por diante. Como a síntese de GABA e a via de derivação envolvem o metabolismo do nitrogênio, o GABA também é uma parte importante do ciclo do ácido tricarboxílico no ciclo energético. A via de derivação do GABA compete com a cadeia respiratória pelo SSADH. Portanto, o GABA tem sido considerado por muito tempo como um importante elo do metabolismo do carbono e do nitrogênio. A via GABA de síntese de glutamato no ramo do ciclo do ácido tricarboxílico é um dos fatores-chave para as plantas responderem rapidamente a estímulos externos. A maior parte do NH3 plus é sintetizada pela via glutamina sintetase/glutamato sintetase, que é considerada a principal via sintética de aminoácidos. A maioria das moléculas de aminoácidos livres são fixadas pela glutamina. O glutamato é considerado a principal forma de acúmulo de nitrogênio nas raízes antigas das plantas. O nitrogênio é armazenado em aminoácidos como a arginina. Ao mesmo tempo, a arginina também pode ser usada para transporte para atender às necessidades de nitrogênio dos organismos. Da mesma forma, os aminoácidos também participam do metabolismo energético através da conversão em precursores ou intermediários do ciclo do ácido tricarboxílico. No estudo do espinafre, descobriu-se que a prolina representava 8,1% ~ 36% do total de aminoácidos livres, GABA representava 12,8% ~ 22,2%, glutamato representava 5,6% ~ 21,5%. O glutamato é o precursor do GABA e da prolina. Sob baixa temperatura, as plantas irão desviar o nitrogênio do glutamato para a via metabólica do nitrogênio regulada pelo GABA e prolina. Além disso, em Arabidopsis cultivada sob 50mmol/L GABA, exceto NADP mais citrato desidrogenase dependente, glutamina sintetase na raiz e gema e fosfoenolpiruvato carboxilase na gema, quase todas as atividades enzimáticas relacionadas ao metabolismo primário de nitrogênio e absorção de nitrato foram afetadas. Em Arabidopsis cultivada sob condições de NaCl, verificou-se que a acumulação de GABA levou ao aumento de aminoácidos totais em Arabidopsis. Em folhas de Arabidopsis cultivadas com diferentes compostos nitrogenados (10mmol/L NH4Cl, 5mmol/L NH4NO3, 5mmol/L glutamato e 5mmol/L glutamina) como única fonte de nitrogênio, sua atividade de GAD e nível de proteína são diferentes, indicando que GAD desempenha um papel no metabolismo do nitrogênio.
O aumento da atividade de GAD e GABA e dopamina também foram encontrados em bananas sem estresse. Sob estresse salino, a atividade da glutamato desidrogenase e a expressão de GAD aumentaram instantaneamente e, em seguida, aumentaram o fluxo de GABA shunt e outras vias relacionadas para regular o balanço de carbono e nitrogênio. Sob estresse, a proporção de NADH: NAD plus e ADP: ATP também pode afetar o GABA-T, resultando no acúmulo de GABA. Sob estresse salino, as plantas fazem mais uso da via de equilíbrio C/N para aliviar o estresse.
Além disso, GABA também tem efeito de amadurecimento. O GABA pode estimular a biossíntese de etileno estimulando a abundância transcricional de 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico (ACC) sintase. O etileno pode fornecer oxigênio para as plantas, promovendo o crescimento de raízes adventícias sob alagamentos. Alta concentração de GABA pode inibir o crescimento de mutantes de GABA aminotransferase (GABA-T, gabt) de plantas e bactérias, e alta concentração pode inibir a reprodução de bactérias em plantas. A inibição de GABA-T em tomateiro levará ao acúmulo de GABA e ao surgimento de nanismo em tomateiro.