Цикл сечовини

Деградація амінокислот відбувається переважно в печінці. При цьому безпосередньо або побічно звільняється аміак (див. Рис. 181). Значні кількості аміаку утворюються при розпаді пуринів і піримідинів (див. Рис. 189).

Аміак (на схемі угорі ліворуч), підстава середньої сили, є клітинною отрутою. При високих концентраціях він пошкоджує головним чином нервові клітини. Тому аміак повинен швидко инактивироваться і виводитися з організму. В організмі людини це здійснюється передусім за рахунок утворення сечовини (на схемі в середині ліворуч), частина NH3 виводиться безпосередньо нирками (див. Рис. 319).

У різних видів хребетних інактивація і виведення аміаку виробляються різними способами. Живуть у воді тварини виділяють аміак безпосередньо а воду; наприклад, у риб він виводиться через зябра (аммоніотеліческіе організми). Наземні хребетні, у тому числі осіб, виділяють лише невелика кількість аміаку, а основна його частина перетворюється в сечовину (уреотеліческіе організми). Птахи і рептилії, навпаки, утворюють сечову кислоту, яка у зв’язку з економією води виділяється переважно в твердому вигляді (урікотеліческіе організми).

А. Цикл сечовини

Сечовина є ДИАМИДА вугільної кислоти. На противагу аміаку це нейтральне і нетоксичний з’єднання. При необхідності невелика молекула сечовини може проходити через мембрани. З цієї причини, а також через її хорошою розчинності у воді сечовина легко переноситься кров’ю і виводиться з сечею.

Сечовина утворюється в результаті циклічної послідовності реакцій, що протікають в печінці. Обидва атома азоту беруться з вільного аміаку і за рахунок дезаминирования аспартату, карбонильная група – з гідрокарбонату. На першій стадії, реакція [1], з гідрокарбонату (НСО3-) і аміаку із споживанням 2 молекул АТФ утворюється карбамоілфосфат. Як ангідрид це з’єднання має високий реакційним потенціалом. На наступній стадії, реакція [2], карбамоільний залишок переноситься на орнітин з утворенням цитруллина. Друга аминогруппа молекули сечовини поставляється за рахунок реакції аспартату (на схемі внизу праворуч) з цитрулін [3]. Для цієї реакції знову необхідна енергія у формі АТФ, який при цьому розщеплюється на АМФ і дифосфат. Для забезпечення незворотності реакції дифосфат гідролізується повністю (не показано). Відщеплення фумарату від аргініносукцінат призводить до аргініну [4], з якого в результаті гідролізу утворюється ізомочевіна [5], відразу ж перетворюється в результаті перегрупування в сечовину. Що залишається орнітин знову включається в цикл сечовини.

Фумарат, що утворюється в циклі сечовини, може в результаті двох стадій цитратного циклу [6, 7] через малат переходити в оксалоацетат, який за рахунок трансаминирования [9] далі припиняється в аспартат. Останній також знову втягується в цикл сечовини.
Біосинтез сечовини вимагає великих витрат енергії. Необхідна енергія постачається за рахунок розщеплення чотирьох високоенергетичних зв’язків: двох при синтезі карбамоілфосфата і двох (!) При утворенні аргініносукцінат (АТФ → АМФ + PPi, РРi → 2Pi).

Цикл сечовини протікає виключно в печінці. Він розділений на два компартмента, мітохондрії і цитоплазму. Проходження через мембрану проміжних сполук цитруллина і орнитина можливо тільки за допомогою переносників (див. Рис. 223). Обидві амінокислоти небелкового походження.

Швидкість синтезу сечовини визначається першою реакцією циклу [1]. Карбамоілфосфатсінтаза активна тільки в присутності N-ацетілглутамата. Стан обміну речовин (рівень аргініну, енергопостачання) сильно залежить від концентрації цього аллостеріческого ефектора.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Цикл сечовини