Орнитиновый цикл. Urea cycle (also known as the ornithine cycle). Орнитиновый цикл
 Скачать 481.5 Kb.
|
|
Urea cycle (also known as the ornithine cycle). Орнитиновый цикл  1 L-ornithine 2 carbamoyl phosphate 3 L-citrulline 4 argininosuccinate 5 fumarate 6 L-arginine 7 urea L-Asp L-aspartate CPS-1 carbamoyl phosphate synthetase I OTC Ornithine transcarbamoylase ASS argininosuccinate synthetase ASL argininosuccinate lyase ARG1 arginase 1 Reactions of the urea cycle
Суммарное уравнение реакций NH3 + CO2 + 3ATФ + аспарагиновая к-та + 2H2O → мочевина + фумарат + 2AДФ +2Фн+ АМФ + ФФн Total (учитывая, что фумарат получается путём дезаминирования аспартата и что PPi + H2O → 2Pi,): CO2 + Glu + Asp + 3ATP + 2NAD++ 3H2O → urea + α-KG + OA + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi + 2NADH+H+ Urea cycle (also known as the ornithine cycle). Орнитиновый цикл 1. L-ornithine 2. carbamoyl phosphate 3. L-citrulline 4. argininosuccinate 5. fumarate 6. L-arginine 7. urea L-Asp – L-aspartate CPS-1 – carbamoyl phosphate synthetase-I OTC – ornithine transcarbamoylase ASS – argininosuccinate synthetase ASL – argininosuccinate lyase ARG1 – arginase-I Reactions of the urea cycle
Summary: NH3 + CO2 + 3ATP + aspartate + 2H2O → urea + fumarate + 2ADP +2Pi + AMP + PPi (PPi + H2O → 2Pi,) Note that reactions related to the urea cycle also cause the production of 2 NADH, so the overall reaction releases slightly more energy than it consumes. The NADH is produced in two ways: One NADH molecule is produced by the enzyme glutamate dehydrogenase in the conversion of glutamate to ammonium and α-ketoglutarate. Glutamate is the non-toxic carrier of amine groups. This provides the ammonium ion used in the initial synthesis of carbamoyl phosphate. The fumarate released in the cytosol is hydrated to malate by cytosolic fumarase. This malate is then oxidized to oxaloacetate by cytosolic malate dehydrogenase, generating a reduced NADH in the cytosol. Oxaloacetate is one of the keto acids preferred by transaminases, and so will be recycled to aspartate, maintaining the flow of nitrogen into the urea cycle. Total: CO2 + Glu + Asp + 3ATP + 2NAD++ 3H2O → urea + α-KG + OA + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi + 2NADH+H+ The two NADH produced can provide energy for the formation of 5 ATP (cytosolic NADH provides 2.5 ATP with the malate-aspartate shuttle in human liver cell), a net production of two high-energy phosphate bond for the urea cycle. However, if gluconeogenesis is underway in the cytosol, the latter reducing equivalent is used to drive the reversal of the GAPDH step instead of generating ATP. The fate of oxaloacetate is either to produce aspartate via transamination or to be converted to phosphoenolpyruvate, which is a substrate for gluconeogenesis. Обратите внимание, что реакции, связанные с циклом мочевины, также вызывают производство 2 NADH, поэтому общая реакция высвобождается немного больше энергии, чем она потребляет. NADH производится двумя способами: • Одна молекула NADH продуцируется ферментной глутаматдегидрогеназой при превращении глутамата в аммоний и α-кетоглутарат. Глутамат является нетоксичным носителем аминных групп. Это обеспечивает ион аммония, используемый в начальном синтезе карбамоилфосфата. • Фумарат, выделяемый в цитозоле, гидратируется в малат цитозольной фумаразой. Этот малат затем окисляется до оксалоацетата цитозольной малатдегидрогеназой, генерируя пониженную NADH в цитозоле. Оксалоацетат является одной из кето кислот, предпочитаемых трансаминазами, и поэтому будет переработана в аспартат, поддерживая поток азота в цикл мочевины. Два полученных NADH могут обеспечить энергию для образования 5 АТФ (цитозольный NADH обеспечивает 2,5 АТФ с шаттлом малат апартата в клетках печени человека), чистой продукции двух высокоэнергетических фосфатных связей для цикла мочевины. Однако, если в цитозоле ведутся глюконеогенез, последний снижение эквивалента используется для управления изменением стадии GAPDH вместо создания АТФ. Судьба оксалоацетата либо для получения аспартата посредством трансаминации, либо для преобразования в фосфоенолпируват, который является субстратом для глюконеогенеза. Энергетический выход цикла составляет затрату четырёх макроэргических связей на одну молекулу мочевины, поскольку пирофосфат далее превращается до фосфата. Следует заметить, что полученная в процессе реакции аргининосукциназы молекула фумарата снижает энергетическую стоимость цикла. Фумарат, реагируя с молекулой воды в цитозоле, дает малат. Малат же вступает в цикл Кребса и с помощью НАД окисляется. Продуктами этой реакции являются НАДH и оксалоацетат. НАДH вступает в дыхательную электронтранспортную цепь. Окисление НАДH дает примерно 2,5 молекул АТФ, следовательно, стоимость цикла мочевины после этих дополнительных реакций составляет 1,5 молекул АТФ. |