วัฏจักรยูเรียเป็นลำดับของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่มุ่งผลิตสารประกอบนี้จากแอมโมเนีย
แอมโมเนียเป็นสารพิษจากการเผาผลาญไนโตรเจนซึ่งต้องกำจัดออกจากร่างกายอย่างรวดเร็ว การกำจัดสามารถทำได้โดยการขับถ่ายโดยตรงหรือโดยการขับถ่ายหลังจากแปลงเป็นสารประกอบที่เป็นพิษน้อยลง
ปลาขับแอมโมเนียโดยตรงเพราะละลายน้ำได้และละลายเร็ว
นกและสัตว์บกจะขับไนโตรเจนออกมาในรูปของกรดยูริก
สัตว์บกจะขับไนโตรเจนออกมาในรูปของยูเรีย ซึ่งเป็นสารประกอบที่ละลายได้มากในน้ำและไม่เป็นพิษต่อเซลล์
ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เกือบ 80% ของไนโตรเจนที่ถูกขับออกมาอยู่ในรูปของยูเรีย
วัฏจักรยูเรียเกิดขึ้นที่ไหน?
วัฏจักรยูเรียเกิดขึ้นในเซลล์ของ ตับ และในระดับที่น้อยกว่าใน, ไต. มันเริ่มต้นในไมโทคอนเดรียและเคลื่อนไปที่ไซโตซอลของเซลล์ ซึ่งวัฏจักรส่วนใหญ่เกิดขึ้น
วัฏจักรยูเรียและวงจรเครบส์
วัฏจักรยูเรียเชื่อมโยงกับวัฏจักรเครบส์
ปฏิกิริยาของวัฏจักรทั้งสองมีความเกี่ยวข้องกันและผลิตภัณฑ์ขั้นกลางบางอย่างที่เกิดขึ้นในวัฏจักรเครบส์เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาสำหรับวัฏจักรยูเรีย
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ เครบส์ไซเคิล.
วัฏจักรยูเรีย
ประกอบด้วยปฏิกิริยา 5 อย่าง สองปฏิกิริยาในไมโตคอนเดรีย และ 3 ปฏิกิริยาในไซโตซอล
แต่ละขั้นตอนจะถูกเร่งด้วยเอนไซม์ ดังนั้นจึงมีห้าเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องในวัฏจักรยูเรีย: คาร์บามิล-ฟอสเฟตซินธิเทส, ออร์นิทีน-ทรานส์คาร์บาไมเลส, อาร์จินีน-ซัคซิเนต ซินธิเตส, อาร์จินีน-ซัคซิเนต ไลเดส และอาร์จิเนส
ในระยะสั้นวงจรเกิดขึ้นดังนี้:
1. เอนไซม์คาร์บามิล-ฟอสเฟตซินธิเทส ซึ่งมีอยู่ในไมโตคอนเดรีย เร่งการควบแน่นของแอมโมเนียด้วยไบคาร์บอเนตและเกิดเป็นคาร์บาโมอิลฟอสเฟต สำหรับปฏิกิริยานี้มีการบริโภค ATP สองโมเลกุล
2. การควบแน่นของออร์นิทีนซึ่งมีอยู่ในไมโทคอนเดรีย และคาร์บาโมอิลฟอสเฟตจะสร้างซิทรูลลีนภายใต้การกระทำของเอ็นไซม์ออร์นิทีน-ทรานส์คาร์บาไมเลส Citrulline ถูกส่งไปยัง cytosol และทำปฏิกิริยากับ aspartate เพื่อสร้าง argininosuccinate และ fumarate
3. เอนไซม์สังเคราะห์อาร์จินีน-ซัคซิเนต ซินธิเตส ซึ่งมีอยู่ในไซโตซอล กระตุ้นการควบแน่นของซิทรูลีนและแอสปาเทตด้วยการบริโภคเอทีพี และเกิดอาร์จิโนซัคซิเนต
4. เอนไซม์ arginine succinate lyase กระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของ arginine succinate เป็น arginine และ fumarate
5. ในที่สุด เอนไซม์อาร์จิเนสจะเร่งการสลายตัวของอาร์จินีน ทำให้เกิดยูเรียและออร์นิทีน ออร์นิทีนกลับสู่ไมโตคอนเดรียและเริ่มต้นวัฏจักรใหม่
วัฏจักรยูเรีย
ฟังก์ชั่นวัฏจักรยูเรีย
หน้าที่หลักของวัฏจักรยูเรียคือการกำจัดแอมโมเนียที่เป็นพิษออกจากร่างกาย กล่าวคือมีหน้าที่ในการกำจัดไนโตรเจนที่ไม่ต้องการออกจากร่างกาย
ยูเรียถูกขับออกจากร่างกายของสัตว์ชั้นสูงผ่านทางปัสสาวะ แอมโมเนียประมาณ 10 ถึง 20 กรัมจะถูกขับออกจากร่างกายของผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีในแต่ละวัน
ยูเรียและสัตว์เคี้ยวเอื้อง
ยูเรียใช้เป็นอาหารสัตว์เคี้ยวเอื้อง ทั้งนี้เพราะเมื่อไปถึงกระเพาะของสัตว์แล้วจะแปรสภาพเป็นแอมโมเนียและCO2จากนั้นจุลินทรีย์ก็เริ่มใช้แหล่งไนโตรเจนนี้ในการสังเคราะห์โปรตีนใหม่
การกระทำนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยเสริมแหล่งโปรตีนในอาหารและให้โปรตีนที่ย่อยสลายได้ในกระเพาะรูเมน ซึ่งช่วยให้การย่อยของเส้นใยดีขึ้นและการสังเคราะห์โปรตีนจากจุลินทรีย์
