Цикл сечовини - це послідовність біохімічних реакцій, спрямованих на отримання цієї сполуки з аміаку.
Аміак є токсичною речовиною, що відбувається з метаболізму азоту, і його потрібно швидко вивести з організму. Елімінація може бути шляхом прямого виведення або шляхом виведення після перетворення в менш токсичні сполуки.
Риби виділяють аміак безпосередньо, оскільки він розчинний у воді і швидко розчиняється.
Птахи та наземні тварини виділяють азот у вигляді сечової кислоти.
Наземні тварини виділяють азот у формі сечовини - сполуки, дуже розчинної у воді і нетоксичної для клітин.
У людей та ссавців майже 80% азоту, що виділяється, знаходиться у формі сечовини.
Де відбувається цикл сечовини?
Цикл сечовини відбувається в клітинах печінка і, меншою мірою, в нирки. Він починається в мітохондріях і рухається до цитозолю клітини, де відбувається більша частина циклу.
Цикл сечовини та цикл Кребса
Цикл сечовини пов'язаний з циклом Кребса.
Реакції двох циклів пов'язані, і деякі проміжні продукти, що утворюються в циклі Кребса, є попередниками реакцій для циклу сечовини.
Дізнайтеся більше про Цикл Кребса.
Етапи циклу сечовини
Він складається з п’яти реакцій, дві в мітохондріях і три в цитозолі.
Кожна стадія каталізується ферментом. Таким чином, у циклі сечовини існує п’ять ферментів: карбаміл-фосфат-синтетаза, орнітин-транскарбамілаза, аргінін-сукцинат-синтетаза, аргінін-сукцинат-ліаза та аргіназа.
Коротко, цикл відбувається наступним чином:
1. Фермент карбаміл-фосфат-синтетаза, присутній у мітохондріях, каталізує конденсацію аміаку з бікарбонатом і утворює карбамоїлфосфат. Для цієї реакції відбувається споживання двох молекул АТФ.
2. Конденсація орнітину, присутнього в мітохондріях, і карбамоїлфосфату утворює цитрулін під дією ферменту орнітин-транскарбамілази. Цитрулін транспортується до цитозолю і реагує з аспартатом, утворюючи аргініносукцинат та фумарат.
3. Фермент аргінін-сукцинат-синтетаза, присутній у цитозолі, каталізує конденсацію цитруліну та аспартату, споживаючи АТФ, і утворює аргініносукцинат.
4. Фермент аргінінсукцинат ліаза каталізує перетворення аргініну сукцинату в аргінін та фумарат.
5. Нарешті, фермент аргінази каталізує розщеплення аргініну, утворюючи сечовину та орнітин. Орнітин повертається до мітохондрій і відновлює цикл.
Етапи циклу сечовини
Функції циклу сечовини
Основною функцією циклу сечовини є виведення токсичного аміаку з організму. Тобто він має функцію виведення небажаного азоту з організму.
Сечовина виводиться з організму вищих тварин за допомогою сечі. Щодня з організму здорової дорослої людини виводиться приблизно 10-20 г аміаку.
Сечовина та жуйні тварини
Сечовину використовують для годівлі жуйних тварин. Це пов’язано з тим, що, досягнувши рубця тварини, він перетворюється на аміак та CO2, тоді мікроорганізми починають використовувати це джерело азоту для синтезу нового білка.
Ця дія є важливою для доповнення джерела білка в раціоні та забезпечення розщеплюваного білка в рубці, що забезпечує краще перетравлення клітковини та синтез мікробного білка.
