Kwas L-glutaminowy jest aminokwasem używanym przez niemal wszystkie żywe istoty w biosyntezie protein. Nie jest aminokwasem niezbędnym dla ludzi, ponieważ ludzki organizm potrafi samodzielnie produkować wystarczające ilości, choć w pewnych sytuacjach, np. podczas intensywnego wysiłku fizycznego lub w stanach chorobowych, może stać się warunkowo niezbędny. W systemie nerwowym kręgowców glutaminian jest najbardziej obfitym neurotransmiterem pobudzającym, przechowywanym w pęcherzykach synaptycznych. Impulsy nerwowe wyzwalają uwolnienie glutaminianu z komórki presynaptycznej. Glutaminian działa na receptory jonotropowe i metabotropowe (sprzężone z białkiem G), zaś w komórce postsynaptycznej aktywuje receptory takie jak receptor NMDA lub AMPA. Jego rola w plastyczności synaptycznej, w tym długotrwałe wzmocnienie (LTP), jest kluczowa dla funkcji poznawczych takich jak uczenie się i pamięć. LTP polega na trwałym zwiększeniu siły połączeń synaptycznych w wyniku ich synchronicznej aktywacji i leży u podstaw procesów pamięciowych. Glutaminian ma również znaczenie w sygnalizacji ekstrasynaptycznej i jest ważny w regulacji wzrostu stożków wzrostowych i synaptogenezy w fazie rozwoju mózgu. Jest też prekursorem dla syntezy inhibitora – kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) w neuronach GABAergicznych. Warto wspomnieć, że w wysokich stężeniach glutaminian może wykazywać toksyczność (ekscytotoksyczność) i przyczyniać się do uszkodzenia neuronów, np. w przebiegu udaru mózgu czy chorób neurodegeneracyjnych.
Właściwości chemiczne glutaminianu
Kwas glutaminowy występuje w dwóch formach optycznie izomerycznych. Lewoskrętna forma L jest zazwyczaj otrzymywana poprzez hydrolizę glutenu lub z wód odpadowych fabrykacji cukru z buraków lub fermentacji. Jego wzór sumaryczny to C5H9NO4. W stanie stałym i umiarkowanie kwaśnych roztworach wodnych cząsteczka przyjmuje elektrycznie neutralną strukturę zwitterjonową. Jest kodowany przez kodony GAA lub GAG. Anion glutaminianowy, który jest przeważającą formą związku w roztworach obojętnych, odpowiada za smak umami produktów spożywczych i znajduje się w takich dodatkach smakowych jak MSG. W Europie jest klasyfikowany jako dodatek do żywności E620. W silnie alkalicznych roztworach przeważa podwójnie ujemny anion glutaminianowy
