🗊Презентация Синтез мочевины

Пять путей обезвреживания аммиака Биосинтез мочевины в печени Восстановительное аминирование в тканях Образование амидов кислот в тканях Образование пиримидиновых оснований в цитозоле клеток Образование аммонийных солей в прчках

Основной путь обезвреживания аммиака в организме – биосинтез мочевины в печени. В печень аммиак поступает в виде глютамина (мозг и др.), из мышц и кишечника – в виде аланина Биосинтез мочевины протекает в пять этапов: 1 и 2 й – в митохондриях клеток печени, 3,4,5 –й этапы – цитозоль клеток печени Ферменты биосинтеза мочевины: 1.Карбомаилфосфатсинтетаза 1 2. Орнитинкарбомаилфосфатсинтетаза 3.Аргининосукцинатсинтаза 4. Аргининсукциназа 5. Аргиназа

Орнитиновый цикл Суммарное уравнение синтезе мочевины печени: СО2+NH3+аспартат+3 АТФ+2 Н20 = Мочевина+фумарат+2АДФ+2H3P04+АМФ +Н4Р2О7 1 реакция:

2-я реакция и 3 –я реакция

4-я реакция

5-я реакция

Энергетический баланс процесса В реакциях орнитинового цикла расходуются четыре макроэргических связи трёх молекул АТФ на каждый оборот цикла. Однако процесс превращения аминокислот в безазотистые остатки и мочевину имеет пути компенсации энергозатрат: при включении фумарата в ЦТК на стадии дегидрирования малата образуется NADH, который обеспечивает синтез 3 молекул АТФ при окислительном дезаминировании глутамата в разных органах также образуется NADH, соответственно - ещё 3 молекулы АТФ.

Затраты энергии происходят также и при трансмембранном переносе веществ, связанном с синтезом и экскрецией мочевины. Первые две реакции орнитинового цикла происходят в митохондриях, а последующие три - в цитозоле. Цитруллин, образующийся в митохондрии, должен быть перенесён в цитозоль, а орнитин, образующийся в цитозоле, необходимо транспортировать в митохондрию. Кроме того, в почках перенос мочевины из крови в мочу происходит путём активного транспорта за счёт градиента ионов натрия, создаваемого К+,Na+-АТФ-азой, что тоже сопряжено с энергозатратами. Затраты энергии происходят также и при трансмембранном переносе веществ, связанном с синтезом и экскрецией мочевины. Первые две реакции орнитинового цикла происходят в митохондриях, а последующие три - в цитозоле. Цитруллин, образующийся в митохондрии, должен быть перенесён в цитозоль, а орнитин, образующийся в цитозоле, необходимо транспортировать в митохондрию. Кроме того, в почках перенос мочевины из крови в мочу происходит путём активного транспорта за счёт градиента ионов натрия, создаваемого К+,Na+-АТФ-азой, что тоже сопряжено с энергозатратами. Полный набор ферментов орнитинового цикла есть только в гепатоцитах. Отдельные же ферменты орнитинового цикла обнаруживаются не только в печени, но и в других клетках. В энтероцитах, например, имеется карбамоилфосфатсинтетаза I и орнитинкарбамоилтрансфераза может синтезироваться цитруллин. В почках обнаружены аргининосукцинатсинтетаза и аргининосукцинатлиаза. Цитруллин, образовавшийся в энтероцитах, может поступать в почки и превращаться там в аргинин, который переносится в печень и гидролизуется аргиназой. Активность этих рассеянных по разным органам ферментов значительно ниже, чем в печени.

Ферменты орнитинового цикла распределены между митохондриями и цитозолем. Поэтому необходим трансмембранный перенос глутамата, цитруллина и орнитина с помощью специфических транслоказ. На схеме показаны пути включения азота двух разных аминокислот (аминокислота 1 и аминокислота 2) в молекулу мочевины:одна аминогруппа - в виде аммиака в матриксе митохондрии; вторую аминогруппу поставляет аспартат цитозоля. Ферменты орнитинового цикла распределены между митохондриями и цитозолем. Поэтому необходим трансмембранный перенос глутамата, цитруллина и орнитина с помощью специфических транслоказ. На схеме показаны пути включения азота двух разных аминокислот (аминокислота 1 и аминокислота 2) в молекулу мочевины:одна аминогруппа - в виде аммиака в матриксе митохондрии; вторую аминогруппу поставляет аспартат цитозоля. Аспартат, необходимый для синтеза аргининосукцината, образуется в печени путём трансаминирования аланина с оксалоацетатом. Аланин поступает главным образом из мышц и клеток кишечника. Источником оксалоацетата, необходимого для этой реакции, можно считать превращение фумарата, образующегося в реакциях орнитинового цикла. Фумарат в результате двух реакций цитратного цикла превращается в оксалоацетат, из которого путём трансаминирования образуется аспартат Таким образом, с орнитиновым циклом сопряжён цикл регенерации аспартата из фумарата. Пируват, образующийся в этом цикле из аланина, используется для глюконеогенеза. Ещё одним источником аспартата для орнитинового цикла является трансаминирование глутамата с оксалоацетатом.

Биологическое значение орнитинового цикла 1. Обезвреживание аммиака в организме 2.Регуляция азотистого баланса в организме- при поступлении большого количества белка в организм скорость цикла возрастает 3.Поставляет фумарат в ЦТК 4. Биосинтез заменимых аминокислот через оксалоацетат 5. Поставляет оксалоацетат для биосинтеза глюкозы

Источники азота , углерода и кислорода в цикле мочевины 1-я амминогруппа - из свободного аммиака, образовавшегося при окислительном дезаминировании глутамата . 2-я амминогруппа – поставляется аспартатом, образовавшимся в реакции трансаминирования оксалоацетата с аминокислотами Углерод – из молекул СО2, образовавшегося в митохондриях в процессе дыхания Кислород - из молекул воды

Гипераммониемия – повышение концентрации аммиака в крови. Причины: 1.Врожденная недостаточность хотя бы одного из ферментов биосинтеза мочевины 2.Печеночная недостаточность 3.Избыточное потребление белков 4.Кишечные кровотечения

Спасибо за внимание!