Синтез мочевины как механизм предотвращения образования аммиака. Химизм, ферменты, энергетика. Биологический смысл цикла мочевинообразования, связь с ЦТК.

Конечные продукты азотистого обмена. Основные источники аммиака в организме.

Конечный продукт азотистого обмена есть МОЧЕВИНА. Но синтезируется она из аммиака и диоксида углерода. Что такое аммиак?
Токсичное соединение, в норме его содержание редко превышает 0,4-0,7 мг/л. В печени задерживается большое количество, поэтому в крови поддерживается низкая концентрация. Однако увеличение его в крови оказывает неблагоприятное действие на организм, и прежде всего на ЦНС.

Большая часть его образуется во время гниения белков в кишечнике под действием бактерий, где всасывается. В воротной вене его намного больше, чем в общем кровотоке.

Обезвреживание аммиака в месте образования в организме. Транспортные формы обезвреженного аммиака.

Аммиак опасен, вреден, с ним надо что-то делать... Обезвредить, связать и вывести прочь из организма.
В тканях высокая интенсивность процессов дезаминирования аминокислот в тканях и очень низкий уровень аммиака в крови. Значит - его крайне активно выводят из тела с мочой. Эти реакции и есть реакции обезвреживания

Основная реакция, протекающая во всех тканях - синтез глутамина под действием глутамин-синтетазы:

Студент, помни!, глутамин - основной донор азота в организме!

В мозге протекает восстановительное аминирование альфа-кетоглутарата. под действием глутаматдегидрогеназы. Используется слабо, однако выгода в том, что связывает две молекулы аммиака. Сначала образуется глутамат, а затем из глутамата глутамин.

Есть еще один вариант: синтез аспарагина. Есть две изоформы фермента - глутаминзависимая или аммиакзависимая. Первая в животных клетках, вторая у бактерий (но присутствует у животных).

Синтез мочевины как механизм предотвращения образования аммиака. Химизм, ферменты, энергетика. Биологический смысл цикла мочевинообразования, связь с ЦТК.

Дальше аммиак транспортируется в печень, там начинается синтез мочевины. Аммиак связывается с диоксидом углерода, образуется карбамоилфосфат, но затрачивается две молекулы АТФ.

Спасибо гепатоцитам! Перегите свою печень!

Под действием орнитин-карбаомил-трансферазы карбамоильная группа карбамолифосфата переносится на альфа-аминоксилоту ОРНИТИН, и образуется другая альфа-аминокислота - ЦИТРУЛЛИН.

И пошел карнавал превращений. Следите за руками!

Всю эту красоту можно назвать ОРНИТИНОВЫМ циклом. И представить как вот так вот:

Химизм - есть.
Ферменты - есть.
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.