Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Біохімія. Частина 2
««   ЗМІСТ   »»

МЕХАНІЗМ ОРНІТИНОВОГО ЦИКЛУ

Цикл мочевінообразованія відбувається в три етапи, що включають п'ять реакцій, кожна з яких каталізується окремим ферментом:

Сумарну реакцію синтезу сечовини можна представити таким чином:

З реакції слід, що:

Перший етап - синтез амінокислоти цірулліна протікає в мітохондріях печінки, де аміак знешкоджується шляхом зв'язування з С02 і освіти кар- бамоілфосфата за участю ферменту карбамоілфосфатсінтетази I (КФС I):

Реакція є ендергонічної і супроводжується гідролізом двох молекул АТФ.

В даний час в клітинах тварин виділені два типи карбамоілфос- фатсінтетаз (КФВ): аміак-залежна КФС I, локалізована в мітохондрій ях печінки і каталізує синтез КФ в процесі утворення сечовини, і глутамін-залежна КФС II, широко поширений фермент цитозоля клітин різних тканин , що каталізує утворення КФ в процесі синтезу піримідинових основ (гл. 26).

КФС I - регуляторний фермент синтезу сечовини, регуляція здійснюється за аллостерічному механізму, інгібітором ферменту є аргінін. До складу КФС I входить біотин (вітамін Н), максимальна активність ферменту проявляється в присутності Л ^ ацетілглутаміновой кислоти - активатора КФС I.

Потім слід реакція конденсації утворилося карбамоілфосфата і амінокислоти орнітину, катализируемая ферментом орнітінкарбамоіл- трансферазой (ОКТФ); в ході реакції утворюється цитрулін і регенерує молекула неорганічного фосфату:

ОКТФ в мітохондріях печінки асоційована з КФС I, що допомагає уникнути гідролізу карбамоілфосфата і сприяє незворотності реакції освіти цитруллина. Так само як і перший фермент, ОКТФ виконує регуляторну функцію в процесі синтезу сечовини.

Другий етап - синтез аргініну з цитруллина і аспартату (донора аміногрупи) протікає вже в цитоплазмі печінки і включає дві реакції.

1. Конденсація цитруллина і аспарагінової кислоти з утворенням ар- гініносукціната каталізується аргініносукцінатсінтетазой:

2. аргініносукцінат розпадається на аргінін і фумаровую кислоту за участю ферменту аргініносукцінатліази:

На третьому етапі аргінін розщеплюється на сечовину і орнітин під дією ферменту аргінази:

Необхідно врахувати, що аргіназа міститься в печінці тільки тих організмів, які екскретують сечовину як основний і кінцевий продукт азотистого обміну. Дуже незначна кількість аргінази виявлено в нирках і мозковій тканині. Аргіназа відноситься до аллостеричним регуляторним ферментам, її інгібітором є орнітин і лізин.

Таким чином, орнітіновий цикл мочевінообразованія може бути представлений в наступному вигляді (рис. 24.10).

Схема орнітінового циклу синтезу сечовини

Мал. 24.10. Схема орнітінового циклу синтезу сечовини: обведені шляхи надходження а-аминогрупп амінокислот в цикл мочевінообразованія

Процес синтезу сечовини є незворотнім, оскільки супроводжується значним зменшенням вільної енергії (Д (7 * '= -40 кДж). Примітна компартменталізація циклу сечовини і пов'язаних з ним реакцій. Так, утворення аміаку в реакціях трансдезамінірованія, його включення в карбамоілфосфат і синтез цитруллина відбуваються в мітохондріальному матриксе, а всі наступні реакції (другий і третій етапи) - в цитоплазмі клітини печінки.

Важливу роль в синтезі сечовини має освіту фумарата, оскільки він пов'язує між собою орнітіновий цикл сечовини з циклом трікарбо- нових кислот (рис. 24.11).

Схема взаємозв'язку орнітінового циклу синтезу сечовини і циклу

Мал. 24.11. Схема взаємозв'язку орнітінового циклу синтезу сечовини і циклу

трикарбонових кислот

Як видно з рис. 24.11, фумарат під дією ферментів циклу трікар- бонових кислот перетворюється в оксалоацетат. Останній має ключове значення, оскільки існує кілька можливих шляхів його перетворення: 1) він може піддаватися трансамінування в аспартат; 2) перетворюватися в глюкозу шляхом глюконеогенезу; 3) при конденсації оксалоацетата з ацетил-КоА утворюється цитрат, т. Е. Можуть ініціюватися реакції циклу три- карбонових кислот. Таким чином, між обома циклами є складні взаємозв'язки, що визначають швидкість реакцій, що залежить від енергетичних потреб клітини і концентрацій кінцевих продуктів метаболізму.

ПОРУШЕННЯ СИНТЕЗУ СЕЧОВИНИ

Метаболічні порушення мочеві- нообразованія можуть бути обумовлені недоліком будь-якого з п'яти ферментів, які каталізують в печінці синтез сечовини. Як зазначалося раніше, ско- ростьлімітірующімі стадіями є реакції, що каталізуються карбамо- ілфосфатсінтетазой і орнітінкарбамоілтрансфсразой (перший етап), а також аргінази (третій етап). Всі порушення синтезу сечовини викликають аміачне отруєння, клінічними симптомами якого є блювання, порушення координації руху, дратівливість, сонливість і розумова відсталість. Лікування більшості подібних захворювань засновано насамперед на обмеження білка в дієті; їжу слід приймати невеликими порціями, щоб уникнути швидкого підвищення рівня аміаку. Більшість відомих захворювань, що призводять до порушення мочевінообразо- вання, є спадковими.

  1. Методи вивчення генетики людини, генеалогічний метод - біологія. Частина 1
    До методів, широко використовуваним при вивченні генетики людини, відносяться генеалогічний, популяційно-статистичний, блізнецовий, метод дерматогліфіки, цитогенетичний, біохімічний, методи генетики соматичних клітин. В основі цього методу лежить складання і аналіз родоводів. Цей метод широко
  2. Методи вивчення ДНК в генетичних дослідженнях - біологія. Частина 1
    Як було показано вище, порушення первинних продуктів генів виявляються за допомогою біохімічних методів. Локалізація відповідних пошкоджень в самому спадковому матеріалі може бути виявлена методами молекулярної генетики. Розробка методу зворотної транскрипції ДНК на молекулах мРНК певних білків
  3. Методи оцінки якості білка - фізіологія харчування
    Для визначення біологічної цінності білків їжі застосовують хімічні і біологічні методи. До хімічних методів відноситься метод амінокислотного скора (Від англ, score - рахунок) - заснований на визначенні кількості всіх амінокислот, що містяться в досліджуваному білку, і обчисленні процентного
  4. Методи дослідження у віковій фізіології та психофізіології - вікова фізіологія і психофізіологія
    Дві наукові дисципліни - фізіологія і психофізіологія, що вивчаються в віковому аспекті, - мають багато спільних методологічних підходів і використовуваних методів. Перш за все, це твердження відноситься до організації дослідження - методам поперечного (кроссекціоіного) і поздовжнього (лонгитюдного)
  5. Методи дерматогліфіки і пальмоскопія - біологія. Частина 1
    У 1892 р Ф. Гальтон в якості одного з методів дослідження людини був запропонований метод вивчення шкірних гребішковою візерунків пальців і долонь, а також згинальних долонних борозен. Він встановив, що зазначені візерунки є індивідуальною характеристикою людини і не змінюються протягом його
  6. Метаболізм фруктози і галактози - біохімія людини
    Метаболізм фруктози - складова частина метаболізму глюкози (рис. 9.11). Перетворення цих сполук можуть йти різними шляхами, які завершуються утворенням фосфотріоз, а в деяких випадках фруктозодіфосфата. Мал. 9.11. Метаболізм глюкози, фруктози і галактози в печінці Метаболізм фруктози (рис
  7. Мембранні ліпіди: ліпідний бішар - біохімія
    Ліпіди мембран представлені трьома основними класами полярних ліпідів: фосфолипидами (Гліцеро- і сфінгофосфоліпіди), гліколіпідами і стероїдами. Все мембранні ліпіди (незважаючи на відмінність у складі) є амфіфільних молекулами, побудовані за єдиним планом і мають дві області, що відрізняються
  8. Механізм рекомбінації у бактерій - генетика в 2 Ч. Частина 1
    У 1955 р Е. Волльман і Ф. Жакоб розробили метод аналізу, який дозволив з'ясувати, як бактерії обмінюються між собою генами. Це вдалося зробити шляхом переривання кон'югації бактерій в різні терміни після її початку. При змішуванні клітин штамів Hfr і F ~ в співвідношенні 1: 20 відбувається
© 2014-2021  ibib.ltd.ua