background image
background image

Mocznik

 to główny produkt wydalania 

namiaru azotu przez organizmy 

ureoteliczne (przede wszystkim ssaki i płazy 

lądowe).

Biosynteza mocznika

= proces ureogenenzy 

ma charakter cykliczny, a kolejnymi 

ogniwami są: ornityna, cytrulina i arginina. 

Głównym celem tego procesu jest usunięcie 

nadmiaru mocznika, który wytwarzany jest 

podczas deaminacji oksydacyjnej 

aminokwasów, głównie L-glutaminianu

background image

Miejsca biosyntezy 
mocznika

Proces ureogenezy zachodzi przede wszystkim w 

wątrobie

, a 

także w niewielkim stopniu w 

mózgu

.

W nerkach występują tylko niektóre enzymy cyklu 

mocznikowego 

Wszystkie enzymy ureogenezy znajdują się w błonie śluzowej  

przedżołądków przeżuwaczy, lecz jest ich bardzo mało więc ich 

rola w tworzeniu mocznika jest niewielka

Przeżuwacze znacznie szybciej uzuwają amoniak z krwi dzięki 

wyższej aktywności wnzymów cyklu mocznikowego w tkance 

wątrobowej

W komórce cykl mocznikowy zachodzi częściowo w 

mitochodrium

, dotyczy to syntezy karbamoilofosforanu i 

cytruliny; a także w 

cytozolu

, gdzie odbywa się synteza 

arginiobursztynianu i uwalnianie mocznika.

Synteza karbomoilofosforanu i cytruliny zależna jest od 

właściwości błon mitochondrialnych, przez które transportowane 

są ornityna i cytrulina, będące głównymi metabolitami tego 

cyklu.

background image

1.Cykl mocznikowy 

1.Cykl mocznikowy 

rozpoczyna się od syntezy 

rozpoczyna się od syntezy 

karbamoilofosforanu z CO2 

karbamoilofosforanu z CO2 

i NH3. Reakcja 

i NH3. Reakcja 

katalizowana jest przez 

katalizowana jest przez 

enzym: syntetaza 

enzym: syntetaza 

karbomoilofosforanowa, a 

karbomoilofosforanowa, a 

niezbędnym kofaktorem 

niezbędnym kofaktorem 

do tej reakcji jest N-

do tej reakcji jest N-

acetyloglutaminian.

acetyloglutaminian.

W reakcji tej zużywane są 

W reakcji tej zużywane są 

dwie cząsteczki ATP. Jest to 

dwie cząsteczki ATP. Jest to 

reakcja nieodwracalna

reakcja nieodwracalna

background image

2. Następnie pod 

2. Następnie pod 

wpływem 

wpływem 

karbamoilotransferaz

karbamoilotransferaz

y L-ornitynowej 

y L-ornitynowej 

zachodzi 

zachodzi 

kondensacja 

kondensacja 

karbomoilofosforanu 

karbomoilofosforanu 

z ornityną i w wyniku 

z ornityną i w wyniku 

tego powstaje 

tego powstaje 

cytrulina. Zachodzi 

cytrulina. Zachodzi 

to dzięki 

to dzięki 

przenoszeniu reszty  

przenoszeniu reszty  

karbamoilowej z 

karbamoilowej z 

karbamoilofosforanu 

karbamoilofosforanu 

na grupę 5 – 

na grupę 5 – 

aminową ornityny

aminową ornityny

background image

3. Cytrulina przenika do 

3. Cytrulina przenika do 

cytozolu. Następnie pod 

cytozolu. Następnie pod 

wpływem syntetazy 

wpływem syntetazy 

arginiobursztynianowej 

arginiobursztynianowej 

asparaginian i cytrulina  

asparaginian i cytrulina  

łączą się przez grupę 

łączą się przez grupę 

aminową asparginianu i 

aminową asparginianu i 

tworzą 

tworzą 

arginiobursztynian.

arginiobursztynian.

W reakcji tej zuzywana 

W reakcji tej zuzywana 

jest cząsteczka ATP.

jest cząsteczka ATP.

4.Odwracalne 

4.Odwracalne 

rozszczepienie 

rozszczepienie 

arginiobursztynianu do 

arginiobursztynianu do 

argininy i fumaranu. 

argininy i fumaranu. 

Katalizuje tę reakcję liaza 

Katalizuje tę reakcję liaza 

argininonbursztynianowa. 

argininonbursztynianowa. 

Azot z grupy NH2 zostaje 

Azot z grupy NH2 zostaje 

przekazany do  grupy 

przekazany do  grupy 

guanidynowej argininy.

guanidynowej argininy.

background image

5. Cykl zamyka 

5. Cykl zamyka 

hydrolityczne 

hydrolityczne 

rozszczepienie 

rozszczepienie 

grupy 

grupy 

guanidynowej 

guanidynowej 

argininy przez 

argininy przez 

arginazę na 

arginazę na 

mocznik i ornitynę

mocznik i ornitynę

background image

W wyniku pełnego obrotu cyklu 
mocznikowego z 1 cząsteczki CO2 i 2 
cząsteczek NH3 tworzy się  1 cząsteczka 
mocznika

Na syntezę 1 cząsteczki mocznika są 
zużywane 4 wiązania 
wysokoenergetyczne ( 3  z hydrolizy ATP 
i 1 z hydrolizy difosforanu)

Jest to więc kosztowne ale konieczne ze 
względu na dużą toksyczność amoniaku

background image

Powiązanie cyklu 

mocznikowego z cyklem Krebsa

Synteza fumaranu zazębia cykl 

mocznikowy z Cyklem Krebsa

Fumaran odłaczony od 

argininobursztynianu może wchodzić 

do Cyklu Krebsa

Cykl Krebsa pośrednio wytwarza ATP 

dla cyklu mocznikowego

Asparginian wytwarzany jest w wyniku 

transaminacji szczawiooctanu – 

metabolitu Cyklu Krebsa

background image

Toksyczność amoniaku

Wyciąganie  -ketoglutaranu z cyklu Krebsa      zaburzenia 

energetyczne

, szczególnie w mózgu

  kwas glutaminowy wiąże NH3     glutamina

  ubywa kwasu glutaminowego     neuroprzekaźnik     

nie powstaje 

GABA

 (kwas gamma-aminomasłowy)

      

          

     

encefalopatia wątrobowa

wzrost pH płynów komórkowych

  hamuje metabolizm aminokwasów i gromadzenie energii 

w komórce     reakcja katalizowana przez dehydrogenazę  

glutaminową przesunięta w kierunku tworzenia 

glutaminianu

  interferuje z wieloma funkcjami błon, szczególnie z 

aktywnym transportem jednowartościowych kationów

background image

Toksyczność amoniaku

Główna droga usuwania NH3 z organizmu – cykl 
mocznikowy. Zablokowanie któregokolwiek z etapów cyklu 
prowadzi do hiperamonemii.

Zwiększone stężenie NH3 we krwi prowadzi do 
niekontrolowanej syntezy glutaminy i glutaminianu, 
bezpośrednio odpowiedzialnej za uszkodzenia mózgu ( nie 
powstaje neuroprzekaźnik GABA)

Amoniak powoduje nadmierne zużywanie 2-oksoglutaranu 
do wytwarzania glutaminianu (dehydrogenaza 
glutaminianowa) – NAD nie może być wykorzystany w 
łańcuchu oddechowym – zaburzenia energetyczne.

Hamowanie cyklu Krebsa – następstwem zwiększone 
wytwarzanie ciał ketonowych z gromadzącego się kwasu 
octowego (wzrost pH płynów komórkowych)


Document Outline