1963年，日本茶學研究家佐佐岡啟等人從茶籽中分出一種叫茶氨酸合成酶的成分，科學家們通過一系列萃取沉淀等方式，發(fā)現(xiàn)粗酶比活，較緩沖液提取液粗酶比活，可提高達10倍。學者們便以此作為茶氨酸合成酶的粗酶液，研究酶的部分性質(zhì)。
茶氨酸合成酶活性保存相對較長，在零下20度的儲藏條件下，可以存活一個月，并且沒有明顯損失。茶氨酸合成酶經(jīng)過初步純化，酶的比活上升，但很不穩(wěn)定。茶氨酸合成酶可催化谷氨酸和乙胺合成茶氨酸的反應。茶氨酸的底物特異性（酶通常只選擇性地，與一組化學上相似的分子中一種，或一對分子發(fā)生有效地結合）很強。因而，在同樣的條件下，部分成分如d谷氨酸不能與乙胺發(fā)生反應，生成茶氨酸。
因為茶氨酸在合成反應中，加入不同的氨類化合物。結果表明，單胺化合物除乙醇胺和甲胺的抑制作用不明顯，正丙，正丁，易丙，異丁都表現(xiàn)出明顯的抑制作用?？墒牵璋彼崤c高濃度的銨離子、半胱氨酸等化合物卻沒有抑制作用，這也反映了茶氨酸合成酶對單胺化合物有一定的親和力。像半胱氨酸即使?jié)舛瘸?，對茶氨酸合成酶依然沒有抑制作用。所以，也就排除了谷酰胺半胱氨酸合成酶，參與茶氨酸合成的可能性。茶氨酸合成酶，對鉀離子和磷酸根離子的依賴性，以及不被高濃度銨離子抑制的特點說明，谷氨酸合成酶沒有參與茶氨酸的合成。
此后，學者竹尾忠等人，從茶根和茶鮮葉中，分離出茶氨酸合成酶，再一次佐證了佐佐啟岡從茶籽苗中得到的茶氨酸合成酶的酶學性質(zhì)。到這里是否很好奇，茶氨酸在茶樹的什么器官合成？佐佐岡啟、小西茂毅，通過飼喂茶苗，茶苗勻漿，營養(yǎng)生理學等方式進行實驗，探明茶氨酸是在茶樹根部，由乙胺與谷氨酸進行的生物合成。
茶根中，谷氨酸脫氫酶，催化還原氨基化反應合成谷氨酸。茶樹利用銨態(tài)氮，形成茶氨酸的氨基酸和酰胺。有趣的是，茶樹雖然具有喜氨性和耐用銨性，但茶樹根部存在高效率，將銨態(tài)氮轉化成谷氨酸的能力。在許多高等植物體內(nèi)，存在谷氨酰胺合成酶催化形成谷氨酸的現(xiàn)象。像茶樹是多年生植物，喜銨性和耐銨性要高于一般植物，茶樹體內(nèi)積累大量的，茶樹特有的酰胺、茶氨酸，卻從未見銨中毒現(xiàn)象。其原因是茶樹通過谷氨酰胺合成酶，谷酰胺酮戊二酸氨基轉移了酶系對氨態(tài)氮的利用。
研究表明，一般情況下，谷氨酸脫氫酶只起到輔助gs/gogat系的作用，也就是說茶根利用氨銨肽氮合成氨基酸及其酰胺，是以gs/gogat系作主導作用。如果此酶受到抑制，根部茶氨酸等酰胺化合物的濃度便會下降。所以，抑制了茶樹體內(nèi)谷氨酰胺合成酶，谷酰胺酮戊二酸氨基轉移酶系（ gs/gogat系），就抑制茶樹體內(nèi)茶氨酸的生物合成。
另外，茶氨酸生物合成還有很重要的前導物，像乙醛，乙醇胺，以便支持乙胺的代謝。那茶氨酸的生物合成，除了需要充足的氮以外，還需要哪些成分呢？還需要足夠的碳源和能源，它們主要來自于光合呼吸作用。光合同化產(chǎn)物通過呼吸代謝途徑，氧化分解生成各種酮酸和其他有機酸，及生物合成茶氨酸的先質(zhì)。
光合同化產(chǎn)物中儲藏的能量，通過呼吸代謝機制進行轉換，在茶氨酸合成酶的催化下將呼吸作用中生成某些中間產(chǎn)物。茶樹根部的茶氨酸轉移到葉部以后，在葉部進行強烈的代謝過程。兒茶素被降解為谷氨酸和乙胺，乙胺作為間苯三酚的合成原料之一，向兒茶素轉化。由此可見，茶氨酸的合成和分解，不僅和茶樹的呼吸代謝密切相關，并且與茶樹體內(nèi)的許多物質(zhì)代謝有著不可分割的關系。所以，茶氨酸的代謝在茶葉品質(zhì)的形成和茶樹碳、氮代謝的調(diào)控中的作用明顯。
從以上闡述來看，茶樹體內(nèi)的各個器官都含有茶氨酸合成酶，但它僅在茶樹根部生物合成。了解到這里，是不是特別好奇，茶氨酸如何分解？
每種植物或動物都有自己生存的法則，茶樹也不例外，茶氨酸的降解就有它獨到的地方。它首先是通過酰胺酶促成水解，而不是立刻脫氨。在 1969 年，學者小西茂毅通過研究證明，茶氨酸在根部合成然后再轉運到地上部分，這個結論在前面也反復提到過。
但是，茶氨酸的降解代謝與陽光有關，遮蔭葉片茶氨酸向兒茶素轉化時會受到壓制，所以才能得以積累下來，這一環(huán)節(jié)對提高茶葉品質(zhì)有重要的作用，所以好的茶葉對日照時間有所要求，背后的原理皆是如此。這個光照對茶樹的品質(zhì)影響到底有多重，將放在后續(xù)環(huán)境部分進行分享。
再者，茶樹鮮葉和干茶中有大量的乙胺存在，鮮葉中的總量達到 3%左右，但它會隨著葉片采摘后的凋零速度而急劇減少。如果保溫在 37 度，含量減緩速度會下降，并且能被胺氧化酶抑制劑所抑制。這一過程說明乙胺降解主要過程由胺氧化酶主導催化進行。像紅茶、綠茶的乙胺含量就比較高，所以品質(zhì)好的茶葉中乙胺含量必然不少。
從昨天就了解到，茶氨酸和谷氨酸酰胺主要貯存在茶樹根部，所以茶樹進入冬季便會進入休眠，為來年春天發(fā)芽做好準備。而且很多合物利用呼吸代謝機制轉換而生成的中間產(chǎn)物，所以勢必需要儲藏能量。所以，茶樹與動物一樣，為保障自己生存能量，所以時間調(diào)控。
題外論：
最近有朋友問過，說日本有一種用茶葉原料制作的保健茶是否真的？沒有去過日本，也沒有看到這類保健茶，但通過查閱資料了解，是有這個可能。因為茶葉采摘后，經(jīng)過一種 6h 嫌氣處理，制成的綠茶中氨基酸丁含量高達 0.15%，也就是 每 100 克干茶中含 150 毫克。而且茶葉萎凋后再做嫌氣處理的，比鮮葉的含量來得更高。可能大家奇怪，這個氨基酸丁對人體有什么好處，值得如此大費周章，那是因為氨基酸丁對人體有降血壓的作用。