Urea-sykli on biokemiallisten reaktioiden sarja, jonka tarkoituksena on tuottaa tätä yhdistettä ammoniakista.
Ammoniakki on myrkyllinen aine typpi-aineenvaihdunnasta, joka on poistettava nopeasti kehosta. Eliminaatio voi tapahtua suoralla erittymisellä tai erittymisellä muuntamisen jälkeen vähemmän myrkyllisiksi yhdisteiksi.
Kalat erittävät ammoniakkia suoraan, koska se on vesiliukoista ja liukenee nopeasti.
Linnut ja maaeläimet erittävät typpeä virtsahapon muodossa.
Maanpäälliset eläimet erittävät typpeä urean muodossa, yhdiste, joka on hyvin vesiliukoinen ja myrkytön soluille.
Ihmisillä ja nisäkkäillä lähes 80% erittyvästä typestä on urean muodossa.
Missä urean sykli tapahtuu?
Urea-sykli tapahtuu soluissa maksa ja vähemmässä määrin munuaiset. Se alkaa mitokondrioista ja siirtyy solun sytosoliin, jossa suurin osa syklistä tapahtuu.
Urea-sykli ja Krebs-sykli
Urea-sykli on kytketty Krebs-sykliin.
Kahden syklin reaktiot liittyvät toisiinsa, ja jotkut Krebsin syklissä muodostuneet välituotteet ovat urea-syklin reaktioiden edeltäjiä.
Lisätietoja Krebsin sykli.
Urea-syklin vaiheet
Se koostuu viidestä reaktiosta, joista kaksi on mitokondrioiden sisällä ja kolme sytosolissa.
Jokainen vaihe katalysoidaan entsyymillä. Näin ollen urea-syklissä on viisi entsyymiä: karbamyylifosfaattisyntetaasi, ornitiinitranskarbamylaasi, arginiinisukkinaattisyntetaasi, arginiinisukkinaattilyaasi ja arginaasi.
Lyhyesti sanottuna sykli tapahtuu seuraavasti:
1. Mitokondrioissa läsnä oleva entsyymi karbamyylifosfaattisyntetaasi katalysoi ammoniakin kondensaatiota bikarbonaatilla ja muodostaa karbamoyylifosfaatin. Tätä reaktiota varten tarvitaan kaksi ATP-molekyyliä.
2. Mitokondrioissa olevan ornitiinin ja karbamoyylifosfaatin kondensaatio tuottaa sitrulliinia ornitiini-transkarbamylaasientsyymin vaikutuksesta. Sitrulliini kulkeutuu sytosoliin ja reagoi aspartaatin kanssa argininosukkinaatin ja fumaraatin muodostamiseksi.
3. Sytosolissa oleva arginiinisukkinaattisyntetaasientsyymi katalysoi sitrulliinin ja aspartaatin kondensaatiota ATP: n kulutuksella ja muodostaa argininosukkinaatin.
4. Arginiinisukkinaattilysaasientsyymi katalysoi arginiinisukkinaatin muuttumista arginiiniksi ja fumaraatiksi.
5. Lopuksi, arginaasientsyymi katalysoi arginiinin hajoamista aiheuttaen ureaa ja ornitiinia. Ornitiini palaa mitokondrioihin ja aloittaa syklin uudelleen.
Urea-syklin vaiheet
Urea-syklin toiminnot
Urea-syklin päätehtävä on poistaa myrkyllistä ammoniakkia kehosta. Toisin sanoen sen tehtävänä on poistaa ei-toivottu typpi kehosta.
Urea poistuu korkeampien eläinten kehosta virtsan kautta. Noin 10-20 g ammoniakkia poistetaan terveiden aikuisten kehosta päivittäin.
Urea ja märehtijät
Ureaa käytetään märehtijöiden ruokintaan. Tämä johtuu siitä, että saavutettuaan eläimen pötsin se muuttuu ammoniakiksi ja CO: ksi2, sitten mikro-organismit alkavat käyttää tätä typpilähdettä uuden proteiinin synteesiin.
Tämä toiminta on tärkeää, koska se täydentää ruokavalion proteiinilähdettä ja tuottaa hajoavaa proteiinia pötsissä, mikä varmistaa paremman kuidun pilkkomisen ja mikrobiproteiinisynteesin.