Основным путем образования ГАМК в головном мозге животных и человека является ее синтез из глутаминовои кислоты. Реакция катализируется L-глутамат-1-декарбоксилазой, называемой чаще глутаматдекарбоксилазои (ГДК). Синтез ГАМК из путресцина, спермидина и пирролидина имеет, по-видимому, второстепенное значение. С другой стороны утилизация путресцина через моноацетилпутресцин до I АМН в мозговой ткани может иметь важное значение. Известно, что повышение содержания путресцина в мозге приводит к возникновению поведенческих и электроэнцефалографических нарушении. Итак основным источником ГАМК в головном мозге считается глутаминовая кислота. Ее концентрация в мозговой ткани достигает 10 мкМ/г ткани. Предполагается, что около 8-10% глутамата может превращаться по альтернативному (по отношению к его участию в цикле трикарбоновых кислот) пути с образованием ГАМК. Как уже упоминалось, этот путь получил название шунта ГАМК. Глутаматдекарбоксилаза - ключевой фермент, лимитирующий скорость синтеза ГАМК. Поэтому ГДК часто называют иммунохимическим маркером ГАМК-ергических нейронов. В некоторых нейронах сетчатки, коры больших полушарии, базальных образований переднего мозга и спинного мозга наряду с глутаматдекарбоксилазои выявляется активность холинацетилтрансферазы. К настоящему времени получены данные, свидетельствующие о значительных различиях в строении ГДК из мозга человека и животных. Например, фермент из мозга мышеи состоит минимум из 2-х субъединиц, в то время как ГДК из мозга человека содержит лишь одну полипептидную цепь. Существует ряд соединений, способных тормозить активность глутаматдекарбоксилазы и тем самым вмешиваться в обмен глутаминовои кислоты и ГАМК. Таким свойством обладают двухвалентные катионы, 3-меркаптопропионовая кислота, L-аспартат, а-кетоглутарат, фумарат, гидразин и его производные (тиосемикароазид, изоникотиноилгидразид и др.). Некоторые из перечисленных веществ вызывают у животных клонико-тонические судороги, сопровождающиеся снижением содержания ГАМК в мозге. З-Меркаптопропионовая кислота ингирирует глутаматдекарбоксилазу конкурентно и обратимо. Гидразиноиды же тормозят активность фермента опосредовано, за счет нарушения обмена пиридоксальфосфата - кофактора глутаматдекарбоксилазы. Эффекты гидразина и родственных соединений более длительны. Основным путем метаболического превращения ГАМК в нервной ткани является трансаминирование аминокислоты с а-кетоглутаратом. Реакция катализируется ферментом ГАМК-трансаминазой. Как и ГДК, ГАМК-трансаминаза относится к пиридоксальзависимым ферментам. Изучены его физико-химические свойства, каталитическая активность и субстратная специфичность. Оказалось, что Р-аланин трансаминируется ферментом с такой же скоростью, как и ГАМК. Вещества, способные блокировать ГАМК-трансаминазу, оказывают, как правило, противосудорожное действие (вальпроат натрия, у-ацетилен-ГАМК, у-винил-ГАМК, аминооксиуксусная кислота и др.).
