Cykl ornitynowy
Cykl ornitynowy, znany także jako cykl mocznikowy, to proces metaboliczny, który przekształca amoniak, dwutlenek węgla i asparaginian w mocznik. Został po raz pierwszy opisany przez Marcela Nenckiego, a jego mechanizm wyjaśnili Hans A. Krebs i Kurt Henseleit w 1932 roku.
Przemiany poprzedzające cykl
Cykl zaczyna się od deaminacji aminokwasów, co prowadzi do powstania ketokwasów oraz jonu amonowego. Amoniak jest toksyczny, dlatego szybko przekształca się w mniej szkodliwy mocznik, który jest wydalany przez organizm. W ciągu doby człowiek wydala kilkanaście gramów mocznika.
W organizmie procesy te są złożone i obejmują transaminację, gdzie reszta aminowa jest przenoszona na jedną z czterech cząsteczek: α-ketoglutaran, glutaminian, szczawiooctan lub pirogronian. Powstające aminokwasy są transportowane do wątroby, gdzie podlegają dalszym reakcjom, w tym deaminacji i deamidacji, co prowadzi do produkcji karbamoilofosforanu.
Przebieg cyklu
Cykl ornitynowy zachodzi w mitochondriach oraz cytoplazmie hepatocytów. Wymaga energii w postaci trzech cząsteczek ATP, a jego końcowym produktem jest mocznik. Reakcje cyklu obejmują:
- Powstanie karbamoilofosforanu z amoniaku i dwutlenku węgla.
- Przeniesienie grupy karbamoilowej na ornitynę, co prowadzi do produkcji cytruliny.
- Tworzenie argininobursztynianu, argininy i fumaranu.
- Produkcja mocznika oraz ornityny z argininy.
Ogólny wzór reakcji cyklu to:
NH3 + CO2 + asparaginian + 2H2O + 3ATP → mocznik + fumaranu + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi
Dalszy transport azotu
Mocznik jest transportowany przez krew do nerek, gdzie jest filtrowany i wydalany. Cykl ornitynowy skutecznie usuwa nadmiar azotu z aminokwasów. Inne formy azotu, takie jak puryny, są przekształcane w kwas moczowy, a pirymidyny rozkładane są do mniejszych cząsteczek włączanych do podstawowych szlaków metabolicznych.
