伽玛氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是广泛存在于原核及真核生物体内的一种非蛋白质氨基酸，它是哺乳动物中枢神经系统中一种重要的抑制性神经递质，而且在胚胎和成体神经元发育过程中有着重要的功能。GABA的合成与降解是由GABA代谢旁路完成的，涉及两种关键酶：合成GABA的酶--谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase，GAD)和降解GABA的酶--GABA转氨酶(GABA transaminase，GABA-T)。我们实验室在雄性生殖系统中鉴定了GABA能系统(GABAergic system)中的多种组分，并研究了它们在顶体反应中的功能，但是，对GABA代谢旁路中相关蛋白的表达模式及其功能还没有进行深入的研究。哺乳动物体内存在两种谷氨酸脱羧酶，分别由GAD1和GAD2两个基因编码。在本研究中，我们发现大鼠睾丸和精子中均存在GAD蛋白并具有GAD酶活性。通过RACE和RT-PCR方法对GAD1和GAD2基因在大鼠睾丸中的表达进行了研究，结果显示GAD1和GAD2在睾丸中都有表达，而且存在多个转录本形式，其中新发现的四个转录本编码的蛋白都是GAD1或GAD2蛋白的截短形式。原核表达与CHO细胞异源表达结果显示，这些新发现的转录本所编码的蛋白中只有一种有GAD酶活性，推测其可能负责精子中GABA的合成。GABA转氨酶基因在大鼠睾丸中有两个转录本，这两个转录本的编码框相同，编码同一个蛋白，其中一个转录本只在睾丸中特异性表达。免疫细胞化学实验显示GABA转氨酶定位于睾丸精原细胞、精母细胞和精细胞的高尔基体上，而在成熟的精子中定位于尾部的中段，酶活实验证实精子中存在GABA转氨酶活性。在大鼠精子氧化应激实验中，我们发现GABA能够恢复精子的运动能力，而GABA转氨酶的特异性抑制剂Vigabatrin能够抑制GABA的这种保护作用，由于GABA转氨酶是GABA代谢旁路中的关键酶，因此GABA的这种保护作用与GABA代谢旁路有关。