Karbamido ciklas yra biocheminių reakcijų seka, kuria siekiama gaminti šį junginį iš amoniako.
Amoniakas yra nuodinga medžiaga, patekusi į azoto apykaitą, kurią reikia greitai pašalinti iš organizmo. Pašalinimas gali būti atliekamas tiesioginiu išsiskyrimu arba išsiskyrimu paverčiant mažiau toksiškais junginiais.
Žuvys amoniaką išskiria tiesiogiai, nes jis tirpsta vandenyje ir greitai ištirpsta.
Paukščiai ir sausumos gyvūnai išskiria azotą šlapimo rūgšties pavidalu.
Sausumos gyvūnai išskiria azotą karbamido pavidalu - junginį, kuris labai gerai tirpsta vandenyje ir netoksiškas ląstelėms.
Žmonėms ir žinduoliams beveik 80% išsiskiriančio azoto yra karbamido pavidalu.
Kur vyksta karbamido ciklas?
Karbamido ciklas vyksta ląstelėse kepenys ir kiek mažiau - inkstai. Jis prasideda mitochondrijose ir juda į ląstelės citozolį, kur vyksta didžioji ciklo dalis.
Karbamido ciklas ir Krebso ciklas
Karbamido ciklas yra susietas su Krebso ciklu.
Dviejų ciklų reakcijos yra susijusios, o kai kurie Krebso cikle susidarę tarpiniai produktai yra karbamido ciklo reakcijų pirmtakai.
Išmokti daugiau apie Krebso ciklas.
Karbamido ciklo etapai
Jis susideda iš penkių reakcijų, dvi mitochondrijų viduje ir trys citozolyje.
Kiekvieną žingsnį katalizuoja fermentas. Taigi karbamido cikle dalyvauja penki fermentai: karbamilfosfato sintetazė, ornitino-transkarbamilazė, arginino-sukcinato sintetazė, arginino-sukcinato liazė ir arginazė.
Trumpai tariant, ciklas vyksta taip:
1. Mitochondrijose esantis fermentas karbamoilfosfato sintetazė katalizuoja amoniako kondensaciją bikarbonatu ir sudaro karbamoilfosfatą. Šiai reakcijai suvartojamos dvi ATP molekulės.
2. Kondensuojantis mitochondrijose esančiam ornitinui ir karbamoilfosfatui, fermentas ornitinas-transkarbamilazė veikia citruliną. Citrulinas pernešamas į citozolį ir reaguoja su aspartatu, kad gautų argininosukcinatą ir fumaratą.
3. Citozolyje esantis arginino-sukcinato sintetazės fermentas, vartodamas ATP, katalizuoja citrulino ir aspartato kondensaciją ir sudaro argininosukcinatą.
4. Fermentas arginino sukcinato liazė katalizuoja arginino sukcinato virsmą argininu ir fumaratu.
5. Galiausiai, arginazės fermentas katalizuoja arginino skaidymąsi, todėl atsiranda karbamidas ir ornitinas. Ornitinas grįžta į mitochondrijas ir vėl pradeda ciklą.
Karbamido ciklo etapai
Karbamido ciklo funkcijos
Pagrindinė karbamido ciklo funkcija yra nuodingo amoniako pašalinimas iš organizmo. Tai yra, ji atlieka nepageidaujamo azoto pašalinimo iš organizmo funkciją.
Karbamidas pašalinamas iš aukštesnių gyvūnų kūno su šlapimu. Kiekvieną dieną iš sveiko suaugusio žmogaus kūno pašalinama maždaug 10–20 g amoniako.
Karbamidas ir atrajotojai
Karbamidas naudojamas atrajotojams šerti. Taip yra todėl, kad pasiekęs gyvūno prieskrandį jis virsta amoniaku ir CO2, tada mikroorganizmai pradeda naudoti šį azoto šaltinį naujų baltymų sintezei.
Šis veiksmas yra svarbus papildant baltymų šaltinį racione ir tiekiant skaidomus baltymus didžiajame prieskrandyje, kuris užtikrina geresnį skaidulų virškinimą ir mikrobų baltymų sintezę.
