尿素循環

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尿素循環(urea cycle),亦稱鳥氨酸循環,是一個由4步酶促反應組成的,可以將來自氨和天冬氨酸的氮轉化為尿素的循環。該循環是發生在脊椎動物肝臟中的一個代謝循環。

尿素循環(urea cycle)動物氮代謝最終產物——尿素的生成過程。尿素是哺乳動物排泄銨離子的形式。哺乳動物細胞環境中銨離子濃度不能過高,例如,人血漿的銨離子濃度一般不超過70微摩爾濃度,更高的濃度會導致中毒。因此,大多數陸居動物都有一個如何排泄氮化合物的問題。水生動物多為直接排氨的,排出的氨隨即被周圍的水稀釋,當兩棲類經過變態而成為陸居動物,例如,蝌蚪成為蛙時,排氨代謝就轉變為排尿素代謝,體液中從脫氨、轉氨等作用所釋放的銨離子通過一系列酶催化的反應成為尿素。除鳥類及爬行類排尿酸以外,陸居動物均以尿素為氮代謝的終產物。  

循環產物

肝臟是動物生成尿素的主要器官,由於精氨酸酶的作用使精氨酸水解為鳥氨酸及尿素。精氨酸在釋放了尿素後產生的鳥氨酸,和氨甲醯磷酸反應產生瓜氨酸,瓜氨酸又和天冬氨酸反應生成精氨基琥珀酸,精氨基琥珀酸為酶裂解,產物為精氨酸及延胡索酸。由於精氨酸水解在尿素生成後又重新反覆生成,故稱尿素循環。

氨甲醯磷酸是由來自脫氨等作用的銨離子和來自碳代謝的CO2,通過合成酶的催化縮合而成。合成的過程中消耗了4分子ATP,反應基本上是不可逆的。合成酶受N-乙醯谷氨酸激活,如高蛋白膳食可導致激活劑增產,從而促進氨甲醯磷酸增加合成,有助於多餘的氨的排除。氨甲醯磷酸的合成可以看作動物氮代謝的關鍵反應,而鳥氨酸在這一反應中僅起著攜帶者的作用。

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