Регуляция цикла мочевины

Карбомаилфосфатсинтаза вместе с митохондриальной глутаматдегидро-геназой направляет азот глутамата (а, следовательно, вообще всех аминокислот) в карбомаилфосфат и далее в мочевину. Аллостерическим регулятором карбомаилфосфатсинтазы, как уже говорилось, является N-ацетилглутамат, который вызывает конформационные изменения структуры фермента, увеличивая его средство к АТФ.

Глутаматдегидрогеназа активируется АДФ и ингибируется ГТФ, кроме того, коферментом реакции окислительного дезаминирования является НАД, в то время коферментом обратной реакции - восстановительного аминирования является НАДФН2, что обеспечивает независимую регуляцию прямой и обратной реакции.

Лимитирующими скорость мочевинообразования являются и реакции, катализируемые орнитинкарбомаилтрансферазой (реакция 2) аргиназой (реакция 5). Эти ферменты - уникальны для печени. Превращения цитрулина возможны лишь после того, как он покинет митохондрин, перейдёт в цитоплазму вместе с аспартатом. Аргиназа - специфический цитозольный фермент, органоспецифический для печени, активируется ионами Са⁺² или Mn⁺². Сильными ингибиторами фермента являются орнитин и лизин, конкурирующие с аргинином.

Дополнительное регулирование связано с функционированием цикла трикарбоновых кислот.

Известны метаболические нарушения, обусловленные недостатком каждого из 5 ферментов, катализирующих в печени реакции синтеза мочевины. Все нарушения мочевинообразования вызывают аммиачное отравление. Клиническими симптомами, общими для всех нарушений цикла мочевины, являются рвота, отвращение к богатым белками продуктам, нарушение координации движений, раздражительность, сонливость и умственное расстройство. Значительное улучшение наблюдается при ограничении белка в диете, при этом могут быть предотвращены многие нарушения мозговой деятельности. Пищу следует принимать часто, небольшими порциями, для того, чтобы избежать быстрого повышения уровня аммиака в крови.

Основная масса глутамина транспортируется в печень, где идёт синтез мочевины, часть же его используется в синтезах различных веществ, необходимых организму: нуклеотидов, аминогексоз, заменимых аминокислот.

Синтез аминогексоз

Для синтеза мукополисахаридов - глюкозамингликанов соединительной ткани необходимы аминогексозы, которые синтезируются следующим образом:

Подобным же образом происходит синтез галактозамина-6-фосфат.

Синтез заменимых аминокислот

В тканях млекопитающих возможен биосинтез только заменимых аминокислот. Существует несколько путей:

1. Основной путь - восстановительное аминирование альфа-кетокислот.

2. Трансаминирование.

Глу + альфа-кетокислота альфа-кетоглу + АК

3. Трансреанимирование - последовательное сочетание реакции №1 и №2.

4. Ряд аминокислот могут образоваться из продуктов распада углеводов: из пирувата первой и второй реакцией --- аланин; из 3-фосфоглицерата --- серин --- глицин; из рибозо-5-фосфата --- гистидин.

5. Из метаболитов цикла Кребса: оксалоацетата --- аспарагиновая кислота --- аспарагин; из альфа-кетоглутарата --- глутаминовая кислота --- глутамин --- пролин --- эксипролин.

6. Заменимые аминокислоты могут образовываться из незаменимых: из фенилаланина тирозин

метионин --- S аденозинметионин --- гемоцистин --- цистеин

Орнитин --- аргинин, но т.к. основная масса орнитина идёт на синтез мочевины, то возможность образования аргинина очень невелика и аргинин является полузаменимой аминокислотой.