57. Биосинтез мочевины .

Биосинтез мочевины – основной механизм обезвреживания аммиака : 90% N2 из организма выводиться в виде мочевины , причём количество мочевины зависит от количества белка . В норме суточное выделение белка составляет 25-30 г . Орнитиновый цикл синтеза мочевины ( ОЦСМ ) протекает в гепатоцитах , так как в них наиболее высока активность ферментов азотистого обмена . ЦСМ начинается в митохондриальном матриксе . Первая реакция катализируется карбамоилсинтетазой – 1 ( КФС-1) . Существует также КФС-2 , которая катализирует такую же реакцию в синтезе пиримидинов . Поэтому ещё один путь детоксикации NH3 – синтез пиримидиновых оснований .

Первая и вторая реакции ЦСМ протекают в митохондриях . Затем образовавшейся цитруллин выходит в цитоплазму и все остальные реакции идут в цитоплазме гепатоцита .

1. Происходит связывание конечных продуктов метаболизма CO2 и NH3 :

+ 2АТФ , Mg

ГЛИ NH3 NH2 + 2АДФ + Фн

|

CO – O – PO3H2

карбомоилфосфат

2. H2N – C = O + H2N – CH2 H2N – CO – NH – CH2

| | арнитинкарбомоилтрансфераза |

O – PO3H2 CH2 CH2

| |

CH2 CH2

| |

CH – NH2 CH – NH2

| |

COOH COOH

Арнитин цитруллин

Эти две реакции идут в митохондриях , а цитруллин выходит в цитоплазму .

3. HN = C – OH COOH HN = C – NH COOH

| | | |

NH NH2 – CH NH CH2

| | + Mg , АГФ | |

CH2 CH2 CH2 + CH2 + АМФ + ФФн

| | аргининосукцинатсинтетаза | |

CH2 + COOH CH2 COOH

| аспартат |

CH2 CH2

| |

CH – NH2 CH – NH2

| |

COOH COOH

Цитруллин аргининосукцинат

4 . NH2 NH2 HN = C – NH2 COOH

| | | |

(CH2)3 C = O + HOH NH CH

| + | аргиназа | ||

CH – NH2 NH2 (CH2)3 OH

| | |

COOH COOH COOH

арнитин мочевина аргинин фумарат

Мочевина – природный антиоксидант ( радиопротектор ). Взаимодействует с Fe и останавливает перекисные процессы . Мочевина изменяет структуру воды , защищает мембрану клеток , блокирует протеолиз и этим удлиняет жизнь белков . У травоядных животных мочевина поступает в рубку ( 1-й отдел желудка ) , где подвергается разложению ферментами микрофлоры и утилизируется в виде аминокислот . У верблюда мочевина не выводиться ( для сохранения водного баланса ) .

Энергетическая стоимость ЦСМ .

ЦСМ “стоит” 3 молукулы АТФ : 2 АТФ на стадии синтеза карбомаилфосфата и 1 АТФ на стадии синтеза аргининосукцината . Но в процессе синтеза используется 4 макроэргические связи АТФ : 2 когда синтезируется карбомалоилфосфат , и 2 при синтезе аргининосукцината .

Биологическая роль ЦСМ:

1. Механизм детоксикации NH3

2. Поставщик СО2

3. Поставщик арнитина

4. Имея митохондриальную локализацию , регулирует поток аминокислот по различным путям – ГНГ , биосинтез белка , липогенез .

Врождённые дефекты ЦСМ .

Снижение активности с 1 по 5 ферментов : чем ближе ферментативный блок к NH3 , тем тяжелее клиническая картина . При недостаточной активности 1 и 2 ферментов ярко выражена гиперамилониемия с летальным исходом . При недостаточности 3 фермента наблюдается повышенно содержание цитруллина , который блокирует предыдущие реакции . При недостаточности 4 фермента – аргининоянтарная ацидурия .

Клинические проявления :

Уже на пятом – шестом месяце отмечается невротический судорожный синдром вследствие повышения содержания аммиака в крови и тканях . Также наблюдается рвота , отставание в физическом и психическом развитии .

Способы лечения :

Введение кетоаналогов ГЛУ и АСП для связывания аммиака в форме амидов .