Цикл мочевины

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Цикл мочевины или орнитиновый цикл — последовательность биохимических реакций млекопитающих, в результате которой азотсодержащие продукты распада, преобразуются в мочевину, которая в свою очередь выделяется почками. В большенстве случаев таким образом происходит превращение аммиака. У птиц и рептилий конечным продуктом выделения является не мочевина а мочевая кислота. Рыбы не преобразуют аммиак в другие соеденения, поскольку в следствии постоянного контакта с водой происходит быстрый вывод аммиака из организма в результате осмоса.

Схематическое изображение цикла мочевины: 1-цитрулин, 2-агининасукцинат, 3-аргинин, 4-орнитин, 5-карбамоилфосфат, 6-аспарагиновая кислота, 7-фумарат, 8-вода, 9-мочевина
ОТС-орнитинтранскарбомоилаза, ASS-аргининсукцинат-синтетаза, ASL-аргининосукцинат-лиаза, ARG1-аргиназа

[править] Биологическое значение

Необходимость в данном цикле реакций возникает в следствии того, что высокие концентрации аммиака, образующиеся в больших колличествах в результате деградации нуклеотидов, оказывают угнетающее воздействие на нейроны. Мочевина же, являясь нейтральным соеденением с небольшими размерами и высокой растворяемостью в физиологических жидкостях, способна легко проникать через биологические мембраны, легко переносится кровью и выделятся мочёй.

[править] Локализация

Образование мочевины происходит в клетках печени и лишь в очень незначительных колличествах в почках. Реакции цикла происходят частью в митохондриях и частью в цитозоле, в результате чего возникает необходимость в переносчиках.

[править] Ход протекания реакций

[править] Реакции в митохондрии

Непосредственно перед циклом происходит образование карбомоилфосфата из аммиака, воды и углекислого газа при участии фермента карбомоилфосфат-синтетазы(на схеме не показано). Данная реакция происходит с затратой энергии двух молекул АТФ и образованием двух молекул АДФ.

При участии орнитин-карбомоил-трансферазы (орнитинтранскарбомоилазы) остаток карбомоилфосфата присоеденяется к молекуле орнитина, что приводит к образованию молекулы цитрулина которая переносится в цитозоль.

[править] Реакции в цитоплазме

В цитоплазме цитрулин с аспарагиновой кислотой при участии фермента аргининсукцинат-синтетазы образует совместно аспарагиносукцинат. В ходе данной реакции расходуется энергия превращения одной молекулы АТФ в АМФ (что эквивалентно превращению двух молекул АТФ в АДФ). Образовавшийся в ходе реакции дифосфат гидролизируется для обеспечения необратимости процесса (на схеме не показано).