Urea-syklusen er en sekvens av biokjemiske reaksjoner rettet mot å produsere denne forbindelsen fra ammoniakk.
Ammoniakk er et giftig stoff, fra nitrogenmetabolisme, som raskt må fjernes fra kroppen. Eliminering kan skje ved direkte utskillelse eller ved utskillelse etter omdannelse til mindre giftige forbindelser.
Fisk skiller ut ammoniakk direkte ettersom den er vannløselig og oppløses raskt.
Fugler og landdyr skiller ut nitrogen i form av urinsyre.
Landdyr skiller ut nitrogen i form av urea, en forbindelse som er veldig løselig i vann og ikke giftig for celler.
Hos mennesker og pattedyr er nesten 80% av nitrogenet som skilles ut i form av urea.
Hvor foregår ureasyklusen?
Urea-syklusen finner sted i cellene i lever og i mindre grad i nyrer. Den starter i mitokondriene og beveger seg til cellens cytosol, hvor det meste av syklusen finner sted.
Urea Cycle og Krebs Cycle
Urea-syklusen er knyttet til Krebs-syklusen.
Reaksjonene i de to syklusene er relatert, og noen mellomprodukter dannet i Krebs-syklusen er forløpere for reaksjoner i urea-syklusen.
Lære mer om Krebs-syklus.
Urea syklusstadier
Den består av fem reaksjoner, to inne i mitokondriene og tre i cytosolen.
Hvert trinn katalyseres av et enzym. Dermed er det fem enzymer involvert i urea-syklusen: karbamyl-fosfat-syntetase, ornitin-transkarbamylase, argininsuccinatsyntetase, argininsuccinatlyase og arginase.
Kort sagt, syklusen skjer som følger:
1. Enzymet karbamyl-fosfatsyntetase, som er tilstede i mitokondriene, katalyserer kondensasjonen av ammoniakk med bikarbonat og danner karbamoylfosfat. For denne reaksjonen er det forbruk av to ATP-molekyler.
2. Kondensasjonen av ornitin, som er tilstede i mitokondriene, og karbamoylfosfat genererer citrullin, under påvirkning av enzymet ornitin-transkarbamylase. Citrullin transporteres til cytosolen og reagerer med aspartat for å generere argininosuccinat og fumarat.
3. Argininsuccinatsyntetaseenzymet, som er til stede i cytosolen, katalyserer kondensasjonen av citrullin og aspartat, med forbruk av ATP, og danner argininosuccinat.
4. Enzymet argininsuccinatlyase katalyserer transformasjonen av argininsuccinat til arginin og fumarat.
5. Til slutt katalyserer arginase-enzymet nedbrytningen av arginin, noe som gir opphav til urea og ornitin. Ornitin går tilbake til mitokondriene og starter syklusen på nytt.
Urea syklusstadier
Urea-syklusfunksjoner
Hovedfunksjonen til urea-syklusen er å eliminere giftig ammoniakk fra kroppen. Det vil si at den har den funksjonen å eliminere uønsket nitrogen fra kroppen.
Urea elimineres fra kroppen til høyere dyr gjennom urinen. Cirka 10 til 20 g ammoniakk fjernes fra kroppen til en sunn voksen hver dag.
Urea og drøvtyggende dyr
Urea brukes til å mate drøvtyggere. Dette skyldes at den når den når dyrets vomme blir forvandlet til ammoniakk og CO2, så begynner mikroorganismene å bruke denne nitrogenkilden til syntese av nytt protein.
Denne handlingen er viktig for å komplementere proteinkilden i dietten og gi nedbrytbart protein i vommen, noe som sikrer bedre fiberfordøyelse og mikrobiell proteinsyntese.
