From Wikipedia, the free encyclopedia
Močovinový cyklus, také ornitinový cyklus, je metabolickým cyklem, který pomáhá tělu zbavovat se nadbytečného dusíku. Ten je zakomponován do močoviny a posléze v moči vyloučen ven. Močovinový cyklus slouží k ochraně organismu před toxickými účinky amoniaku (čpavku). Močovina, do které je amoniak zabudováván, je výrazně méně toxická. Močovinový cyklus probíhá hlavně v játrech, přičemž část cyklu se odehrává v mitochondrii a druhá část v cytoplazmě.
Souhrn močovinového cyklu lze zapsat:
Nadbytečný dusík organismy vylučují třemi způsoby[1] - ve formě:
Aminokyseliny získané ať už z potravy nebo degradací proteinů v buňce jsou buď znovu využity k syntéze proteinů, nebo odbourány za zisku energie. Prvním krokem pro jejich odbourání je deaminace – zbavení aminoskupiny. Aminoskupina je přeměněna v procesu transaminace na oxoskupinu (keto skupinu) a aminokyseliny jsou pak dále odbourávány příslušnými biochemickými dráhami.
Transaminací se nicméně amino skupina ve skutečnosti neodstraňuje, je pouze přenášena. K odstranění amino skupiny z molekuly pak slouží oxidační deaminace L-glutamátu (kyseliny glutamové), při které je aminoskupina oxidována na iminoskupinu, která poté spontánně hydrolyzuje za vzniku amoniaku a hydroxylové skupiny. Enzym, který tuto reakci katalyzuje se nazývá glutamátdehydrogenáza.
Amoniak vzniklý při oxidační deaminaci je vázán při močovinovém cyklu do močoviny, čímž se zabrání jeho toxickému působení. Fixace amoniaku je zahájena v mitochondriálním matrix. V cytoplazmě se pak ke vznikající močovině přidá dusík z aspartátu (kyseliny asparagové) a dojde k uvolnění močoviny a regeneraci vstupních látek (ornitinu)
| název | zkratka | katalyzovaná reakce | lokalizace v buňce |
| karbamoylfosfát syntétáza | CPS1 | NH4+ + HCO3−+2ATP → karbamoylfosfát + 2ADP+ Pi | mitochondrie |
| ornitin transkarbamoyláza | OTC | karbamoylfosfát + ornitin → citrulin + Pi | mitochondrie |
| argininosukcinát syntetáza | ASS | citrulin + aspartát + ATP → argininosukcinát + AMP + PPi | cytoplazma |
| argininosukcináza (argininosukcinát lyáza | ASL | argininosukcinát → arginin a fumarát | cytoplazma |
| argináza | ARG1 | arginin → močovina + ornitin | cytoplazma |
Vylučování nadbytečného dusíku musí být velmi přísně kontrolováno, protože i minimální nárůst koncentrace amoniaku je pro tělo velikou zátěží. Klíčovým bodem je aktivita enzymu karbamoylfosfát syntetázy, která je aktivována N-acetylglutamátem. N-acetylglutamát je syntetizován v jaterních mitochondriích z L-glutamátu a Acetyl-CoA. Nárůst koncentrace glutamátu (jako odpověď na zvýšenou degradaci aminokyselin) vede k nárůstu koncentrace N-acetylglutamátu. Tento regulační systém je ještě zesílen působením enzymu glutaminázy, který rozkládá L-glutamin na L-glutamát a amoniak, čímž způsobuje nárůst koncentrace glutamátu. Navíc tento enzym je aktivován svým vlastním produktem - amoniakem (příklad pozitivní zpětné vazby). Koncentrace glutaminu také kopíruje intenzitu rozkladu aminokyselin (glutamin je vedle glutamátu a aspartátu další aminokyselinou, která je schopná vyvazovat amoniak).[2]
Působením bakterií (resp. jejich enzymu ureázy), dochází k rozkladu močoviny na amoniak a oxid uhličitý. Uvolněný amoniak pak způsobuje charakteristický dráždivý zápach odstáté moči. Amoniak může být použit rostlinami i bakteriemi na výstavbu aminokyselin, nebo je oxidován bakteriemi na molekulární dusík (N2) (popř. dusičnany) [3].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
