尿素循環

2021-01-20 農學魂


給你們講一下尿素循環,這部分的知識選擇題論述題都可以考。

(這是講義,文字課,不是答案,自己做筆記,不要全抄)

與尿素有關的三種胺基酸。

鳥氨酸由精氨酸通過精氨酸酶水解而來。

尿素的兩個N原子來自一個氨分子和一個Asp分子,C原子來自HCO3-。

尿素循環中包括有5步酶反應。其中兩步反應在線粒體,三步反應在細胞溶膠。

下面分解尿素循環步驟:

氨甲醯磷酸合成酶(CPSⅠ,線粒體)

尿素的第一個氮原子的獲取。

嚴格說,CPS不屬於尿素循環的一部分。它催化NH4+及HCO3-使之活化並縮合形成氨甲醯磷酸。這就是為什麼有的書上說一個氮原子來源於氨甲醯磷酸,有的說來源於氨分子,事實上來源於氨甲醯磷酸的那個氮原子,溯其本源也是來源於氨分子的。

該反應伴隨有兩分子ATP水解。

CPS有兩類:

線粒體中的CPSⅠ(用氨作為氮給體,參與尿素合成)

細胞溶膠中的CPSⅡ(用Gln作為氮給體,參與嘧啶合成)

所以尿素循環裡面起作用的是CPSⅠ,第一步反應也是在線粒體中進行的。這步反應基本上是不可逆的,是尿素循環中的限速步驟。

鳥氨酸轉氨甲醯酶(線粒體)

鳥氨酸+氨甲醯基團→瓜氨酸

該酶將氨甲醯磷酸的氨甲醯基轉移到鳥氨酸上,形成瓜氨酸。

該步反應在線粒體中進行,但鳥氨酸是從細胞溶膠運送到線粒體內的,產生的瓜氨酸也要從線粒體內運送至細胞溶膠進行接下來的反應。

綜上,前兩步反應在線粒體中進行,即氨甲醯磷酸的產生與消耗都是在線粒體中進行的。

精氨琥珀酸合成酶(細胞溶膠)

尿素第二個氮原子的獲取。

該酶催化瓜氨酸的脲基(以瓜氨酸-AMP的活化形式)與Asp的氨基氨基進行縮合形成精氨琥珀酸。

瓜氨酸→瓜氨酸-AMP+Asp→精氨琥珀酸

精氨琥珀酸酶(細胞溶膠)

又稱精氨琥珀酸裂解酶,

精氨琥珀酸相當於Arg和Asp的一個聚合體。精氨琥珀酸酶的作用就是從這個聚合體中分離出精氨酸。在該酶的催化下,精氨酸與天冬氨酸的碳骨架脫離,脫下一分子延胡索酸。

精氨琥珀酸→延胡索酸+精氨酸

此時,Arg成為尿素的直接前體。

尿素循環與TCA循環(=檸檬酸循環=三羧酸循環)的聯繫就在這一步。快去串,尿素循環中精氨琥珀酸酶催化形成的延胡索酸,TCA循環中的OAA(草醯乙酸)一步轉氨基形成Asp。

精氨酸酶(細胞溶膠)

精氨酸酶催化精氨酸水解產生尿素及再生成鳥氨酸,生成的鳥氨酸進入線粒體繼續尿素循環。


至此,你已經掌握了尿素循環,再看一遍這個圖。

是不是有了新的體會?

再看看複雜過程,

每一個代謝都可以像這樣去分解,去推演,每天推一遍,你也就記住了。



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