尿素回路は、アンモニアからこの化合物を生成することを目的とした一連の生化学反応です。
アンモニアは窒素代謝による有毒物質であり、体から素早く除去する必要があります。 排泄は、直接排泄するか、毒性の低い化合物に変換した後の排泄によって行うことができます。
魚は水溶性で素早く溶解するため、アンモニアを直接排泄します。
鳥や陸上動物は尿酸の形で窒素を排出します。
陸生動物は、水に非常に溶けやすく、細胞に無毒な化合物である尿素の形で窒素を排出します。
人間と哺乳類では、排泄される窒素のほぼ80％が尿素の形をしています。
尿素回路はどこで発生しますか？
尿素回路は、 肝臓 そして、程度は少ないが、 腎臓. それはミトコンドリアで始まり、細胞の細胞質ゾルに移動し、そこでほとんどのサイクルが起こります。
尿素回路とクレブス回路
尿素回路はクレブス回路にリンクしています。
2つのサイクルの反応は関連しており、クレブス回路で形成されるいくつかの中間生成物は、尿素回路の反応の前駆体です。
詳細については クレブス回路.
尿素回路ステージ
これは、ミトコンドリア内で2つ、細胞質ゾル内で3つ、合計5つの反応で構成されています。
各ステップは酵素によって触媒されます。 したがって、尿素回路に関与する酵素は、カルバミルリン酸シンテターゼ、オルニチントランスカルバミラーゼ、アルギニンコハク酸シンテターゼ、アルギニンコハク酸リアーゼ、およびアルギナーゼの5つです。
簡単に言うと、このサイクルは次のように発生します。
1. ミトコンドリアに存在する酵素カルバミルリン酸シンテターゼは、アンモニアと重炭酸塩との縮合を触媒し、カルバモイルリン酸を形成します。 この反応では、2つのATP分子が消費されます。
2. ミトコンドリアに存在するオルニチンとカルバモイルリン酸の縮合により、酵素オルニチントランスカルバミラーゼの作用下でシトルリンが生成されます。 シトルリンは細胞質ゾルに輸送され、アスパラギン酸と反応してアルギニノコハク酸とフマル酸を生成します。
3. サイトゾルに存在するアルギニンコハク酸シンテターゼ酵素は、ATPの消費とともにシトルリンとアスパラギン酸の縮合を触媒し、アルギニノコハク酸を形成します。
4. 酵素アルギニンコハク酸リアーゼは、コハク酸アルギニンのアルギニンとフマル酸への変換を触媒します。
5. 最後に、アルギナーゼ酵素はアルギニンの分解を触媒し、尿素とオルニチンを生成します。 オルニチンはミトコンドリアに戻り、サイクルを再開します。
尿素回路ステージ
尿素回路機能
尿素回路の主な機能は、体から有毒なアンモニアを排除することです。 つまり、体から不要な窒素を取り除く機能があります。
尿素は尿を通して高等動物の体から排除されます。 健康な成人の体からは、毎日約10〜20gのアンモニアが除去されます。
尿素と反芻動物
尿素は反芻動物に餌を与えるために使用されます。 これは、動物のルーメンに到達すると、アンモニアとCOに変換されるためです。2その後、微生物はこの窒素源を新しいタンパク質の合成に使用し始めます。
この作用は、食事中のタンパク質源を補完し、ルーメン内に分解性タンパク質を提供するため重要です。これにより、繊維の消化と微生物のタンパク質合成が向上します。
