1963年，日本茶学研究家佐佐冈启等人从茶籽中分出一种叫茶氨酸合成酶的成分，科学家们通过一系列萃取沉淀等方式，发现粗酶比活，较缓冲液提取液粗酶比活，可提高达10倍。学者们便以此作为茶氨酸合成酶的粗酶液，研究酶的部分性质。
茶氨酸合成酶活性保存相对较长，在零下20度的储藏条件下，可以存活一个月，并且没有明显损失。茶氨酸合成酶经过初步纯化，酶的比活上升，但很不稳定。茶氨酸合成酶可催化谷氨酸和乙胺合成茶氨酸的反应。茶氨酸的底物特异性（酶通常只选择性地，与一组化学上相似的分子中一种，或一对分子发生有效地结合）很强。因而，在同样的条件下，部分成分如D谷氨酸不能与乙胺发生反应，生成茶氨酸。
因为茶氨酸在合成反应中，加入不同的氨类化合物。结果表明，单胺化合物除乙醇胺和甲胺的抑制作用不明显，正丙，正丁，易丙，异丁都表现出明显的抑制作用。可是，茶氨酸与高浓度的铵离子、半胱氨酸等化合物却没有抑制作用，这也反映了茶氨酸合成酶对单胺化合物有一定的亲和力。像半胱氨酸即使浓度超高，对茶氨酸合成酶依然没有抑制作用。所以，也就排除了谷酰胺半胱氨酸合成酶，参与茶氨酸合成的可能性。茶氨酸合成酶，对钾离子和磷酸根离子的依赖性，以及不被高浓度铵离子抑制的特点说明，谷氨酸合成酶没有参与茶氨酸的合成。
此后，学者竹尾忠等人，从茶根和茶鲜叶中，分离出茶氨酸合成酶，再一次佐证了佐佐启冈从茶籽苗中得到的茶氨酸合成酶的酶学性质。到这里是否很好奇，茶氨酸在茶树的什么器官合成？佐佐冈启、小西茂毅，通过饲喂茶苗，茶苗匀浆，营养生理学等方式进行实验，探明茶氨酸是在茶树根部，由乙胺与谷氨酸进行的生物合成。
茶根中，谷氨酸脱氢酶，催化还原氨基化反应合成谷氨酸。茶树利用铵态氮，形成茶氨酸的氨基酸和酰胺。有趣的是，茶树虽然具有喜氨性和耐用铵性，但茶树根部存在高效率，将铵态氮转化成谷氨酸的能力。在许多高等植物体内，存在谷氨酰胺合成酶催化形成谷氨酸的现象。像茶树是多年生植物，喜铵性和耐铵性要高于一般植物，茶树体内积累大量的，茶树特有的酰胺、茶氨酸，却从未见铵中毒现象。其原因是茶树通过谷氨酰胺合成酶，谷酰胺酮戊二酸氨基转移了酶系对氨态氮的利用。
研究表明，一般情况下，谷氨酸脱氢酶只起到辅助GS/GOGAT系的作用，也就是说茶根利用氨铵肽氮合成氨基酸及其酰胺，是以GS/GOGAT系作主导作用。如果此酶受到抑制，根部茶氨酸等酰胺化合物的浓度便会下降。所以，抑制了茶树体内谷氨酰胺合成酶，谷酰胺酮戊二酸氨基转移酶系（ GS/GOGAT系），就抑制茶树体内茶氨酸的生物合成。
另外，茶氨酸生物合成还有很重要的前导物，像乙醛，乙醇胺，以便支持乙胺的代谢。那茶氨酸的生物合成，除了需要充足的氮以外，还需要哪些成分呢？还需要足够的碳源和能源，它们主要来自于光合呼吸作用。光合同化产物通过呼吸代谢途径，氧化分解生成各种酮酸和其他有机酸，及生物合成茶氨酸的先质。
光合同化产物中储藏的能量，通过呼吸代谢机制进行转换，在茶氨酸合成酶的催化下将呼吸作用中生成某些中间产物。茶树根部的茶氨酸转移到叶部以后，在叶部进行强烈的代谢过程。儿茶素被降解为谷氨酸和乙胺，乙胺作为间苯三酚的合成原料之一，向儿茶素转化。由此可见，茶氨酸的合成和分解，不仅和茶树的呼吸代谢密切相关，并且与茶树体内的许多物质代谢有着不可分割的关系。所以，茶氨酸的代谢在茶叶品质的形成和茶树碳、氮代谢的调控中的作用明显。
从以上阐述来看，茶树体内的各个器官都含有茶氨酸合成酶，但它仅在茶树根部生物合成。了解到这里，是不是特别好奇，茶氨酸如何分解？
每种植物或动物都有自己生存的法则，茶树也不例外，茶氨酸的降解就有它独到的地方。它首先是通过酰胺酶促成水解，而不是立刻脱氨。在 1969 年，学者小西茂毅通过研究证明，茶氨酸在根部合成然后再转运到地上部分，这个结论在前面也反复提到过。
但是，茶氨酸的降解代谢与阳光有关，遮荫叶片茶氨酸向儿茶素转化时会受到压制，所以才能得以积累下来，这一环节对提高茶叶品质有重要的作用，所以好的茶叶对日照时间有所要求，背后的原理皆是如此。这个光照对茶树的品质影响到底有多重，将放在后续环境部分进行分享。
再者，茶树鲜叶和干茶中有大量的乙胺存在，鲜叶中的总量达到 3%左右，但它会随着叶片采摘后的凋零速度而急剧减少。如果保温在 37 度，含量减缓速度会下降，并且能被胺氧化酶抑制剂所抑制。这一过程说明乙胺降解主要过程由胺氧化酶主导催化进行。像红茶、绿茶的乙胺含量就比较高，所以品质好的茶叶中乙胺含量必然不少。
从昨天就了解到，茶氨酸和谷氨酸酰胺主要贮存在茶树根部，所以茶树进入冬季便会进入休眠，为来年春天发芽做好准备。而且很多合物利用呼吸代谢机制转换而生成的中间产物，所以势必需要储藏能量。所以，茶树与动物一样，为保障自己生存能量，所以时间调控。
题外论：
最近有朋友问过，说日本有一种用茶叶原料制作的保健茶是否真的？没有去过日本，也没有看到这类保健茶，但通过查阅资料了解，是有这个可能。因为茶叶采摘后，经过一种 6h 嫌气处理，制成的绿茶中氨基酸丁含量高达 0.15%，也就是 每 100 克干茶中含 150 毫克。而且茶叶萎凋后再做嫌气处理的，比鲜叶的含量来得更高。可能大家奇怪，这个氨基酸丁对人体有什么好处，值得如此大费周章，那是因为氨基酸丁对人体有降血压的作用。
