Циклус на уреа - како да се ослободиме од нашиот азот
Слика: „Кампања со погодности“ од Дејвид License. Лиценца: CC BY 2.0
азот
Азот се произведува од Распаѓање на аминокиселини, градежните блокови на протеините. Вишокот азот мора да биде врзан и елиминиран во урината, бидејќи е присутен во амонијак при физиолошка pH вредност како амониум јон (NH4 +) и затоа е токсичен.
уреа
Уреата, од која се формираат приближно 30 g на ден, има добра растворливост во вода, што овозможува да се транспортира преку крвта и е најважниот транспортер за азот од црниот дроб до бубрезите, заедно со глутаминот.
Локација на циклусот на уреа
Циклус на уреа се одвива исклучиво во хепатоцитите на црниот дроб. На клеточно ниво, вклучени се ензими на митохондријалната матрица, транспортери на митохондријалната мембрана и ензими во цитозолот. Уреата се произведува со хидролитичко расцепување на аргинин во цитозолот.
Именуваниот циклус е одговорен за регенерација на аргинин од орнитин и на тој начин обезбедува елиминација на излишниот азот.
Циклусот
Чекор 1
Прво, карбамоил фосфатот се формира во рамките на митохондријалната матрица со карбамоил фосфат синтетаза 1. Во оваа реакција 2 ATP се претвораат во 2 ADP + 1 Pi така што HCO3 - може да реагира со NH4 +. Остаток од фосфат останува во производот и се користи во вториот чекор за синтеза на цитрулин.
чекор 2
Орнитин, кој е достапен во митохондријалната матрица, реагира со карбамоил фосфат за да формира цитрулин, при што се раздвојува фосфатниот остаток од карбамоил фосфатот. Оваа реакција е катализирана од орнитин карбамоил трансфераза.
Транспорт во цитозол
Понатамошните реакции на циклусот се одвиваат во цитозолот на хапатоцитите. За таа цел, цитрулинот се транспортира преку митохондријалната мембрана со помош на транспортерот орнитин-цитрулин (ОРНТ) во замена со орнитин.
чекор 3
Катализирана од аргининосуцинат синтетаза, цитрулин реагира со аспартат и формира аргининосуцинат, во зависност од АТП. Ова создава АМП, што може да се регенерира во АТП со напор на 2 реакции на киназа. Енергијата на АТП е неопходна за поврзување на амино групата на аминокиселина аспартат со атомот на јаглерод, кој првично потекнува од карбамоил фосфат.
Чекор 4
Аргининосуцинат лиазата го дели фумаратот од аргининосуцинат, така што се формира аргинин со карактеристична група гванидино.
Чекор 5
Сега уреата може да се подели со помош на хидролитичка реакција на аргиназата, така што ќе се формира орнитин. Орнитин влегува во митохондријалната матрица преку ОРНТ во замена со цитрулин, така што циклусот може да започне одново со чекор 2.
Слика 1 ги прикажува реакциите на циклусот на уреа и одделите што се вклучени како сумарен преглед:
Слика 1: Циклус на уреа, извор: Георг Лофлер, Петро Е. Петридис, Питер Х. Хајнрих Биохемија и патобиохемија 8, целосно ревидирано издание, Спрингер 2007, стр. 446
Регенерација на аспартатот од фумарат
Фумаратот произведен во чекор 4 може да се обнови индиректно до аспартат, што е потребно во чекор 3. Прво, фумарат се хидрира во малат со фумарат хиратаза. Малатот сега се оксидира во оксалоацетат од малат дехидрогеназа на зависен НАД начин.
Овие две реакции се случуваат и во циклусот на лимонска киселина. Разликата лежи во локацијата на реакцијата. За разлика од циклусот на лимонска киселина, кој се одвива во митохондријалната матрица, реакциите за регенерација на аспартатот се катализираат во цитозолот. Оксалоацетат сега реагира на аспартат, во зависност од аспартатот амино трансфераза, пиридоксал фосфат (Вит-Б6). Тука, амино групата глутамат се пренесува во оксалоацетат, така што алфа-кетоглутарат се формира заедно со аспартат.
регулатива
Ензим на пејсмејкер на уреа циклус е карбамоил фосфат синтетаза 1. Ова ќе алостерично активиран со зголемена појава на Н-ацетил глутамат.
Оваа молекула е од една страна слика на зголемена концентрација на глутамат, а со тоа и зголемено присуство на азот, од друга страна сигнал дека е достапна доволно енергија за циклусот на уреа, бидејќи има доволно ацетил-CoA за циклусот на лимонска киселина.
Двете состојби се неопходни за разумно пререгулирање на циклусот на уреа.
литература
Ова резиме е засновано на содржината на релевантните учебници за биохемија за лекари, кои се препорачуваат за длабинска студија на фактите.
- Расов и сор.: Биохемија со двојна серија. Издание, Тием-Верлаг, Штутгарт 2012, ISBN 978-3-13-125353-8.
- Георг Лофлер, Петро Е. Петридес, Питер Х. Хајнрих (Ред.): Биохемија и патобиохемија., Комплетно ревидирано издание. Медицина Спрингер, Хајделберг 2007 година, ISBN 978-3-540-32680-9