А. Цикл мочевины

Мочевина является диамидом угольной кислоты. В противоположность аммиаку это нейтральное и нетоксичное соединение. При необходимости небольшая молекула мочевины может проходить через мембраны. По этой причине, а также из-за её хорошей растворимости в воде мочевина легко переносится кровью и выводится с мочой.

Мочевина образуется в результате циклической последовательности реакций, протекающих в печени. Оба атома азота берутся из свободного аммиака и за счёт дезаминирования аспартата, карбонильная группа — из гидрокарбоната. На первой стадии, реакция [1], из гидрокарбоната (HCO3-) и аммиака с потреблением 2 молекул АТФ образуется карбамоилфосфат. Как ангидрид это соединение обладает высоким реакционным потенциалом. На следующей стадии, реакция [2], карбамоильный остаток переносится на орнитин с образованием цитруллина. Вторая аминогруппа молекулы мочевины поставляется за счёт реакции аспартата (на схеме внизу справа) с цитруллином [3]. Для этой реакции вновь необходима энергия в форме АТФ, который при этом расщепляется на АМФ и дифосфат. Для обеспечения необратимости реакции дифосфат гидролизуется полностью (не показано). Отщепление фумарата от аргининосукцината приводит к аргинину [4], из которого в результате гидролиза образуется изомочевина [5], сразу же превращающая в результате перегруппировки в мочевину. Остающийся орнитин вновь включается в цикл мочевины.

Фумарат, образующийся в цикле мочевины, может в результате двух стадий цитратного цикла [6, 7] через малат переходить в оксалоацетат, который за счёт трансаминирования [9] далее превращается в аспартат. Последний также вновь вовлекается в цикл мочевины.

Биосинтез мочевины требует больших затрат энергии. Необходимая энергия поставляется за счёт расщепления четырёх высокоэнергетических связей: двух при синтезе карбамоилфосфата и двух (!) при образовании аргининосукцината (АТФ → АМФ + РР1, РР1 → 2Р1).

Цикл мочевины протекает исключительно в печени. Он разделён на два компартмента, митохондрии и цитоплазму. Прохождение через мембрану промежуточных соединений цитруллина и орнитина возможно только с помощью переносчиков (см. Транспортные белки). Обе аминокислоты небелкового происхождения.

Скорость синтеза мочевины определяется первой реакцией цикла [1]. Карбамоил-фосфатсинтаза активна только в присутствии N-ацетилглутамата. Состояние обмена веществ (уровень аргинина, энергоснабжение) сильно зависит от концентрации этого аллостерического эффектора.


Метаболизм белков / Цикл мочевины

Статьи раздела «Цикл мочевины»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Вычислительные устройства в биологии и медицине / В книге обобщён большой опыт, накопленный за последние годы в области применения математических методов и современной вычислительной техники в биологии и медицине. Книга состоит из трёх частей: 1. Общие сведения о применении вычислительной техники в биологии и медицине (обзор и сравнительная оценка Вычислительные устройства в биологии и медицине
В книге обобщён большой опыт, накопленный за последние годы в области применения ...
Yeast: Molecular and Cell Biology / Yeast is one of the oldest domesticated organisms and has both industrial and domestic applications. In addition, it is very widely used as a eukaryotic model organism in biological research and has offered valuable knowledge of genetics and basic cellular processes. In fact, studies in yeast have oYeast: Molecular and Cell Biology
Yeast is one of the oldest domesticated organisms and has both industrial and domestic applications. In addition, it is very widely used as a ...
Биологическая химия / Учебник состоит из четырёх частей, включающих 15 глав, в которых изложены вопросы методики изучения химической структуры и обмена веществ: биосинтеза белка и нуклеиновых кислот, биологического окисления и окислительного фосфорилирования, гормональной регуляции обмана веществ. В целом учебник подготоБиологическая химия
Учебник состоит из четырёх частей, включающих 15 глав, в которых изложены вопросы ...
Histone H1 glycation and rutin metabolites as glycation inhibitors: Nuclear protein glycation in vivo and novel natural product AGE inhibitors / Protein glycation, induced by hyperglycemia, is implicated in the appearance of diabetic complications and the aging process. Glycation involves the non-enzymatic reaction between sugars and protein amino groups that lead to formation of advanced glycation end products (AGEs). When aminoguanidine, aHistone H1 glycation and rutin metabolites as glycation inhibitors: Nuclear protein glycation in vivo and novel natural product AGE inhibitors
Protein glycation, induced by hyperglycemia, is implicated in the appearance of diabetic complications and the aging process. Glycation involves the ...