Urinstofcyklussen er en sekvens af biokemiske reaktioner, der sigter mod at producere denne forbindelse ud fra ammoniak.
Ammoniak er et giftigt stof fra nitrogenmetabolisme, som hurtigt skal fjernes fra kroppen. Eliminering kan ske ved direkte udskillelse eller ved udskillelse efter omdannelse til mindre toksiske forbindelser.
Fisk udskiller ammoniak direkte, da det er vandopløseligt og opløses hurtigt.
Fugle og landdyr udskiller kvælstof i form af urinsyre.
Terrestriske dyr udskiller kvælstof i form af urinstof, en forbindelse, der er meget opløselig i vand og ikke-giftig for celler.
Hos mennesker og pattedyr er næsten 80% af det udskilt kvælstof i form af urinstof.
Hvor finder urinstofcyklussen sted?
Urinstofcyklussen finder sted i cellerne i lever og i mindre grad i nyrer. Det starter i mitokondrierne og bevæger sig til cellens cytosol, hvor det meste af cyklen finder sted.
Urea Cycle og Krebs Cycle
Urinstofcyklussen er knyttet til Krebs-cyklussen.
Reaktionerne i de to cyklusser er beslægtede, og nogle mellemprodukter, der er dannet i Krebs-cyklussen, er forløbere for reaktioner i urinstofcyklussen.
Lær mere om Krebs-cyklus.
Urea cyklusfaser
Den består af fem reaktioner, to inde i mitokondrierne og tre i cytosolen.
Hvert trin katalyseres af et enzym. Der er således fem enzymer involveret i urinstofcyklussen: carbamyl-phosphatsyntetase, ornithin-transcarbamylase, argininsuccinatsyntetase, argininsuccinatslyase og arginase.
Kort fortalt sker cyklussen som følger:
1. Enzymet carbamyl-phosphatsyntetase, der er til stede i mitokondrierne, katalyserer kondensationen af ammoniak med bicarbonat og danner carbamoylphosphat. Til denne reaktion er der forbrug af to ATP-molekyler.
2. Kondensationen af ornithin, der er til stede i mitokondrierne, og carbamoylphosphat genererer citrullin under virkningen af enzymet ornithin-transcarbamylase. Citrullin transporteres til cytosolen og reagerer med aspartat for at danne argininosuccinat og fumarat.
3. Argininsuccinatsyntetaseenzymet, der er til stede i cytosolen, katalyserer kondensationen af citrullin og aspartat med forbruget af ATP og danner argininosuccinat.
4. Enzymet argininsuccinatlyase katalyserer transformationen af argininsuccinat til arginin og fumarat.
5. Endelig katalyserer arginaseenzymet nedbrydningen af arginin, hvilket giver anledning til urinstof og ornithin. Ornithine vender tilbage til mitokondrierne og genstarter cyklussen.
Urea cyklusfaser
Urea Cycle-funktioner
Den primære funktion af urinstofcyklussen er at fjerne giftig ammoniak fra kroppen. Det vil sige, det har den funktion at fjerne uønsket kvælstof fra kroppen.
Urea elimineres fra kroppen af højere dyr gennem urinen. Ca. 10 til 20 g ammoniak fjernes fra en sund voksen krop hver dag.
Urea og drøvtyggere
Urea bruges til at fodre drøvtyggere. Dette skyldes, at det, når det når dyrets vomme, omdannes til ammoniak og CO2, så begynder mikroorganismerne at bruge denne nitrogenkilde til syntese af nyt protein.
Denne handling er vigtig for at supplere proteinkilden i kosten og tilvejebringe nedbrydeligt protein i vommen, hvilket sikrer bedre fiberfordøjelse og mikrobiel proteinsyntese.
