Цикл мочевины - это последовательность биохимических реакций, направленных на получение этого соединения из аммиака.
Аммиак - это токсичное вещество, образующееся в результате метаболизма азота, которое необходимо быстро вывести из организма. Выведение может происходить путем прямой экскреции или экскреции после преобразования в менее токсичные соединения.
Рыбы выделяют аммиак напрямую, так как он растворим в воде и быстро растворяется.
Птицы и наземные животные выделяют азот в виде мочевой кислоты.
Наземные животные выделяют азот в форме мочевины, соединения, которое хорошо растворяется в воде и не токсично для клеток.
У людей и млекопитающих почти 80% выделяемого азота находится в форме мочевины.
Где проходит цикл мочевины?
Цикл мочевины протекает в клетках печень и, в меньшей степени, в почки. Он начинается в митохондриях и перемещается в цитозоль клетки, где проходит большая часть цикла.
Цикл мочевины и цикл Кребса
Цикл мочевины связан с циклом Кребса.
Реакции двух циклов взаимосвязаны, и некоторые промежуточные продукты, образующиеся в цикле Кребса, являются предшественниками реакций цикла мочевины.
Узнать больше о Цикл Кребса.
Этапы цикла мочевины
Он состоит из пяти реакций, двух внутри митохондрий и трех в цитозоле.
Каждый шаг катализируется ферментом. Таким образом, в цикл мочевины вовлечены пять ферментов: карбамилфосфатсинтетаза, орнитин-транскарбамилаза, аргининсукцинатсинтетаза, аргининсукцинатлиаза и аргиназа.
Вкратце, цикл происходит следующим образом:
1. Фермент карбамилфосфатсинтетаза, присутствующий в митохондриях, катализирует конденсацию аммиака с бикарбонатом и образует карбамоилфосфат. На эту реакцию расходуются две молекулы АТФ.
2. Конденсация орнитина, присутствующего в митохондриях, и карбамоилфосфата дает цитруллин под действием фермента орнитин-транскарбамилазы. Цитруллин транспортируется в цитозоль и реагирует с аспартатом с образованием аргининосукцината и фумарата.
3. Фермент аргининсукцинатсинтетаза, присутствующий в цитозоле, катализирует конденсацию цитруллина и аспартата с потреблением АТФ и образует аргининосукцинат.
4. Фермент аргининсукцинатлиаза катализирует превращение сукцината аргинина в аргинин и фумарат.
5. Наконец, фермент аргиназа катализирует распад аргинина с образованием мочевины и орнитина. Орнитин возвращается в митохондрии и перезапускает цикл.
Этапы цикла мочевины
Функции цикла мочевины
Основная функция цикла мочевины - вывод из организма токсичного аммиака. То есть он выполняет функцию удаления нежелательного азота из организма.
Мочевина выводится из организма высших животных с мочой. Ежедневно из тела здорового взрослого человека удаляется примерно 10-20 г аммиака.
Мочевина и жвачные животные
Мочевина используется для кормления жвачных животных. Это потому, что, достигнув рубца животного, он превращается в аммиак и CO.2, то микроорганизмы начинают использовать этот источник азота для синтеза нового белка.
Это действие важно для дополнения источника белка в рационе и обеспечения разлагаемого белка в рубце, что обеспечивает лучшее переваривание клетчатки и микробный синтез белка.
