Cyklus močoviny je sled biochemických reakcí zaměřených na produkci této sloučeniny z amoniaku.
Amoniak je toxická látka z metabolismu dusíku, která musí být rychle vyloučena z těla. Eliminace může být prováděna přímým vylučováním nebo vylučováním po přeměně na méně toxické sloučeniny.
Ryby vylučují amoniak přímo, protože jsou rozpustné ve vodě a rychle se rozpouštějí.
Ptáci a suchozemští živočichové vylučují dusík ve formě kyseliny močové.
Suchozemští živočichové vylučují dusík ve formě močoviny, sloučeniny, která je velmi rozpustná ve vodě a netoxická pro buňky.
U lidí a savců je téměř 80% vylučovaného dusíku ve formě močoviny.
Kde probíhá cyklus močoviny?
Cyklus močoviny probíhá v buňkách játra a v menší míře v ledviny. Začíná to v mitochondriích a přesouvá se do buněčného cytosolu, kde probíhá většina cyklu.
Cyklus močoviny a Krebsův cyklus
Cyklus močoviny je spojen s Krebsovým cyklem.
Reakce těchto dvou cyklů jsou příbuzné a některé meziprodukty vytvořené v Krebsově cyklu jsou prekurzory reakcí pro cyklus močoviny.
Dozvědět se víc o Krebsův cyklus.
Fáze močovinového cyklu
Skládá se z pěti reakcí, dvou uvnitř mitochondrií a tří v cytosolu.
Každý krok je katalyzován enzymem. V cyklu močoviny se tedy podílí pět enzymů: karbamyl-fosfát syntetáza, ornithin-transkarbamyláza, arginin-sukcinát syntetáza, arginin-sukcinát lyáza a argináza.
Stručně řečeno, cyklus probíhá následovně:
1. Enzym karbamyl-fosfát syntetáza, přítomný v mitochondriích, katalyzuje kondenzaci amoniaku s hydrogenuhličitanem a tvoří karbamoylfosfát. U této reakce dochází ke spotřebě dvou molekul ATP.
2. Kondenzace ornithinu přítomného v mitochondriích a karbamoylfosfátu generuje citrulin působením enzymu ornithin-transkarbamylázy. Citrulin je transportován do cytosolu a reaguje s aspartátem za vzniku argininosukcinátu a fumarátu.
3. Enzym arginin-sukcinát syntetázy, přítomný v cytosolu, katalyzuje kondenzaci citrulinu a aspartátu se spotřebou ATP a tvoří argininosukcinát.
4. Enzym arginin sukcinát lyáza katalyzuje transformaci arginin sukcinátu na arginin a fumarát.
5. Nakonec enzym argináza katalyzuje štěpení argininu za vzniku močoviny a ornithinu. Ornitin se vrací do mitochondrií a restartuje cyklus.
Fáze močovinového cyklu
Funkce cyklu močoviny
Hlavní funkcí cyklu močoviny je eliminace toxického amoniaku z těla. To znamená, že má funkci eliminovat nežádoucí dusík z těla.
Močovina je vylučována z těla vyšších zvířat močí. Přibližně 10 až 20 g čpavku je denně odstraněno ze těla zdravého dospělého.
Močovina a přežvýkavci
Močovina se používá ke krmení přežvýkavců. Je to proto, že po dosažení bachoru zvířete se přemění na amoniak a CO2, pak mikroorganismy začnou využívat tento zdroj dusíku pro syntézu nového proteinu.
Tato akce je důležitá, protože doplňuje zdroj bílkovin ve stravě a poskytuje odbouratelné bílkoviny v bachoru, což zajišťuje lepší trávení vlákniny a mikrobiální syntézu bílkovin.
