Синтез мочевины, химизм, ферменты, энергетика, происхождение атомов азота в мочевине.

Мочевина (карбамид) - полный амид угольной кислоты - содержит 2 атома азота. Источником одного из них является аммиак, который в печени связывается с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфата под действием карбамоилфосфатсинтетазы I

Далее под действием орнитин-карбамоил-трансферазы карбамоильная группа карбамо-илфосфата переносится на α-аминокислоту орнитин, и образуется другая α-аминокислота - цитруллин.

В следующей реакции аргининосукцинат-синтетаза связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается в ионах Mg²⁺. В реакции затрачивается 1 моль АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат - источник второго атома азота мочевины

Далее фермент аргининосукцинатлиаза (арги-ниносукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается в молекуле аргинина.

Аргинин подвергается гидролизу под действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами аргиназы являются ионы Са2+ или Мп2+.

Всю эту красотень можно выразить формулой попроще.

СО₂ + NH₃ + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н₂О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н₃РО₄) + АМФ + Н₄Р₂О₇

Энергетика ... загружаю... снятие грифа секретности...

В результате орнитинового цила расходуются четыре макроэргические связи трех молекул АТФ на каждый оборот цикла. Однако, все неплохо компенсируется:
- при включении фумарата в ЦТК на стадии дегидрирования малата образуется НАДН, который обеспечивает синтез трех молекул АТФ.
- при окислительном дезаминировании глутамата в разных органах также образуется НАДН, и образуется еще три молекулы АТФ.

Биологическая роль, две основные цели:
- превращение азота аминокислот в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака.
- синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

Основной источник аммиака - аминокислоты. Большая часть образовавшегося аммиака обезвреживается в орнитиновом цикле в печени и выделяется в виде мочевины. Основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является синтез глутамина, который затем используется в анаболических процессах и для обезвреживания веществ в печени.