Glycín betaín (GB) je organická zlúčenina, ktorá pôsobí ako kompatibilný roztok na aklimatizáciu rastlín na rôzne typy abiotických stresov. Stimuluje tiež rast rastlín zvýšením rýchlosti fotosyntézy a obsahu chlorofylu.

Exogénna suplementácia GB významne zmierňuje oxidačný stres vyvolaný toxicitou Cd v rastline bavlny prostredníctvom zníženia obsahu MDA a hladín EL [81]. Podporuje tiež fotosyntetické aktivity v podmienkach nedostatku vody.
Osmoprotektant

Glycín betaín (GB) je hlavnou zložkou ľudského moču a ukázalo sa, že chráni baktérie pred hypertonickým soľným stresom. GB je produkovaný oxidáciou cholínu v pečeni a potom transportovaný cez membránu do obličiek. Táto osmoprotektívna vlastnosť bola preukázaná pre črevné baktérie, ako je E. coli.

Syntéza GB je regulovaná súborom enzýmov, vrátane dvoch cholínaldehyddehydrogenáz. Tieto metabolizujú cholín za vzniku betaínaldehydu, ktorý je potom konvertovaný dvomi GB syntázami na GB a acetylcholín. Táto osmoprotektívna funkcia GB z neho urobila populárnu voľbu ako doplnok stravy.

V rizosfére fazule mungo vykazovali bakteriálne izoláty, ktoré akumulovali GB, zvýšenú odolnosť voči stresu zo slanosti. Tieto rhizobaktérie tiež produkovali množstvo ďalších sekundárnych metabolitov, ktoré im môžu pomôcť pôsobiť proti negatívnym účinkom stresu zo slanosti. Osmoprotektívna kapacita GB podnietila vedcov, aby preskúmali možnosť inžinierstva tejto molekuly na plodiny, ktoré ju prirodzene nemajú.
Antioxidant

Glycín betaín je organická zlúčenina s dipolárnou molekulárnou štruktúrou, ktorá jej umožňuje interakciu s hydrofilnými aj hydrofóbnymi oblasťami proteínov a iných makromolekúl. To je dôvod, prečo sa zistilo, že je účinný ako antioxidant, ktorý chráni bunky pred poškodením reaktívnymi formami kyslíka (ROS), ktoré sú vyvolané rôznymi stresmi.

Je to amfotérna kvartérna amóniová molekula a je elektricky neutrálna pri fyziologickom pH. Je odvodený od cholínu a je syntetizovaný v rastlinách dvoma cestami, z ktorých jedna zahŕňa N-metyláciu glycínu a druhá zahŕňa oxidáciu cholínu rozpustnou cholínaldehyddehydrogenázou závislou od NAD za vzniku betaínaldehydu.

GB môže významne zmierniť soľný stres v rastlinách zvýšením hladín kompatibilných rozpustených látok, znížením poškodenia membrány a oxidačného stresu a reguláciou aktivít antioxidačných enzýmov. Okrem toho môže zvýšiť toleranciu rastlín voči vysokej teplote úpravou priepustnosti bunkovej membrány a osmotickou úpravou. Zvyšuje tiež rast koreňov a výhonkov, počet listov, prieduchovú vodivosť, rýchlosť fotosyntézy (Pn), relatívny obsah vody (RWC) a akumuláciu rozpustných bielkovín (SP).
Promótor rastu

Glycín betaín (GB) je N,N'-trimetylglycínová kvartérna amóniová zlúčenina, ktorá sa tvorí v mnohých organizmoch vrátane rastlinných druhov. Je to životne dôležitý kompatibilný osmolyt, ktorý hrá rozhodujúcu úlohu pri osmoregulácii, udržiavaní integrity membrány proti rôznym stresom a zachytávaní ROS. Mnohé halofyty a určité plodiny majú schopnosť prirodzene akumulovať GB. Mechanizmus, akým to robia, však nebol objasnený.

GB je produkovaný dvoma cestami zahŕňajúcimi buď N metyláciu cholínu alebo oxidáciu glycínu na betaínaldehyd cholín betaíndehydrogenázou. V rastlinách je syntéza GB regulovaná chloroplastmi aj cytozolom. Akumulácia GB v chloroplastoch pozitívne koreluje s toleranciou stresu, zatiaľ čo akumulácia v cytosóle nie.

Uvoľňovač stresu

Akumulácia glycínbetaínu (GB; N,N,N-trimetylglycín) v bunkách pôsobí ako osmolyt a chráni baktérie a niektoré druhy rastlín pred osmotickým stresom. Okrem toho GB znižuje peroxidáciu membránových lipidov a zvyšuje aktivitu antioxidačných enzýmov.

V organizmoch, ktoré nedokážu syntetizovať de novo rozpustené látky, je veľkosť intracelulárnych zásob betaínu regulovaná vyvážením príjmu s katabolizmom alebo exportom. Napríklad P. syringae vychytáva betaín počas hyperosmotického stresu a výsledná akumulácia je vyvážená katabolizmom. Toto vyváženie je tiež demonštrované pozorovanými vyššími hladinami betaínu v katabolickom mutante gbcAB.

Zmeny v koncentráciách GB na listoch medzi sadenicami, ktoré prežili a podľahli expozícii po zmrazení, naznačujú, že akumulácia glycín betaínu je prispôsobením tolerancii chladu. Veľkosť zmeny v GB nebola významne ovplyvnená zdrojovou oblasťou alebo miestom vystavenia mrazu, čo naznačuje, že táto adaptácia je spoločná pre všetky populácie A. germinans v skúmanej oblasti.