Материал: Biokhimia_v_risunkakh
|
|
|
2. Биосинтез мочевины – орнитиновый цикл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Орнитиновый цикл Кребса-Хензелайта (цикл образования мочевины) |
– это |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
основной процесс обезвреживания аммиака в организме человека. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Происходит |
только в печени |
(в |
|
||||||||||||||||
|
|
|
глутамин |
|
|
|
|
|
|
NН4+ |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
митохондриях и цитоплазме) путем |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н CО3- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
образования нейтральной |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
карбамоил- |
|
|
|
нетоксичной молекулы |
мочевины, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2АТФ |
|
|
|
|
которая легко проходит через |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фосфат- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cинтетаза I |
|
|
|
мембраны, переносится кровью в |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2АДФ+Ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
почки и выводится с мочой. |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
карбамоилфосфат |
|
|
|
Биосинтез мочевины |
|
аммиака |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
осуществляется из |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(доставляется в печень глутамином) |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2N |
|
C |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
матрикс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и угольной кислоты (НСО3-). |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
митохондрии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
орнитин- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2N |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
орнитин |
карбамоил- |
|
|
цитруллин |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансфераза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
цитоплазма |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цитруллин |
АТФ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аргинино- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сукцинат- |
|
ФФ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cинтетаза |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НN |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
орнитин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фосфат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
NН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рибоза |
|
|
АМФ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
C |
=О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
NН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аденин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
мочевина |
аргиназа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
промежуточный продукт |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аргинино- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N Н3 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
NН2+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сукцинат- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cинтетаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Н2 N |
|
|
C |
аргинин |
|
аргинино- |
|
АМФ |
аспартат |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сукцинат- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лиаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
Н2+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N Н |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аргининосукцинат |
|
|
|
|
|
100 |
|||||||||||||||||
|
|
|
фумарат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
из внепеченочных тканей |
|
|
|
|
|
глутамат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
глутамин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
глутаминаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оксалоацетатат |
||
|
|
|
|
|
|
глутамат |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АсАТ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
глутамат- |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
аспартат |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
дегидрогеназа |
|
|
|
|
|
ά-КГ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2АТФ |
карбамоил- |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
фосфат- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||
|
2АДФ |
|
|
cинтетаза I |
|||||||||||||||||||
|
Фн |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
матрикс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
митохондрии |
карбамоилфосфат2 |
Фн |
|||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||
орнитин- цитруллин орнитин карбамоил-
трансфераза
цитозоль
|
орнитин |
|
аспартат |
|
|
|
|
мочевина |
5 |
цитруллин |
|
аргиназа |
|
||
|
|
|
|
HOH |
|
3 |
|
|
|
аргинино- |
|
|
|
сукцинат- |
АТФ |
|
|
cинтетаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
АМФ + ФФн |
аргинин
4
аргининосукцинат-
лиаза
фумарат
аргининосукцинат
|
|
Молекула мочевины содержит два атома азота: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
NН2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
первый атом азота поступает в орнитиновый цикл в виде аммиака; |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
N |
|
|
|
|
|
=О |
|
||||||||||||||||||||||||
второй атом азота вводится в мочевину из аспартата |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
NН2 |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
фумарат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
аргинин |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
мочевина |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
малат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Цикл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цикл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
регенерации |
аргининосукцинат |
мочевины |
орнитин |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
аспартата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
из фумарата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цитоплазма |
аспартат цитруллин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
матрикс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
орнитин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
аспартат |
|
цитруллин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
митохондрии |
α-кетоглутарат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
карбамоилфосфат |
|
|
|
|
NН3 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
оксалоацетат |
глутамат |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАДН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАД+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(NН2) |
|
|
|
|
|||||
|
|
малат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аланин |
|
|
||||||||||||
|
|
ЦТК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пируват |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
фумарат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аспартат, необходимый для синтеза мочевины, образуется в печени с использованием углеродного скелета оксалоацетата и аминогруппы аланина . NН2
В то же время, фумарат, образующийся в орнитиновом цикле, превращается в оксалоацетат в процессе двух реакций ЦТК, т.е. происходит регенерация аспартата из
фумарата.
Биосинтез мочевины требует больших затрат энергии, она поставляется за счет разрыва четырех макроэргических связей: двух при синтезе карбамоилфосфата (1-я реакция) и двух при синтезе аргениносукцината (АТФ АМФ + Ф + Ф).
При заболеваниях печени (гепатиты, цирроз), а также при наследственных дефектах ферментов орнитинового цикла могут возникать гипераммониемии – повышение концентрации аммиака в крови, которое сопровождается головокружением, тошнотой, рвотой, потерей сознания.
3. Синтез аммонийных солей в почках |
|
|
||||
Глутамин, доставляющий в почки аммиак, расщепляется |
глутаминазой, которая |
|||||
активируется при ацидозе , а полученный аммиак служит для |
нейтрализации кислых |
|||||
продуктов с образованием солей аммония (0,5 г в сутки): |
|
|||||
Н+А + |
|
|
|
|
Эта реакция защищает организм |
|
NН3 |
|
|
NН +А |
|||
102 (кислота) |
|
4 |
от потери с мочой ионов К+ и Nа+. |
|||
|
||||||
окситриптофан
ДОФА