Siklus urea Pada eukariota, siklus urea (bahasa Inggris urea cycle, ornithine cycle) merupakan bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia Menjadi urea. Siklus ini ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs Dan Kurt Henseleit pada tahun 1932. Pada mamalia, siklus urea terjadi di dalam hati, produk urea kemudian dikirimkan ke organ ginjal untuk diekskresi. Dua jenjang reaksi pada siklus urea terjadi di dalam mitokondria. Amonia merupakan produk dari reaksi deaminasi oksidatif yang bersifat toksik. Pada manusia, kegagalan salah satu jenjang pada siklus urea dapat berakibat fatal, karena tidak terdapat lintasan alternatif untuk menghilangkan sifat toksik tersebut selain mengubahnya menjadi urea. Defisiensi enzimatik pada siklus ini dapat mengakibatkan simtoma

hiperamonemia yang dapat berujung pada kelainan mental , kerusakan hati dan kematian .

Sirosis

pada hati yang diakibatkan oleh konsumsi alkohol berlebih terjadi akibat defisiensi enzim yang menghasilkan

Sarbamil fosfat pada jenjang reaksi pertama pada siklus ini. Ikan mempunyai rasio amonia yang rendah di dalam darah, karena amonia diekskresi sebagai gugus amida dalam senyawa glutamina . Reaksi hidrolisis pada glutamina akan menkonversinya menjadi asam glutamat

dan melepaskan gugus amonia.

Sedangkan manusia hanya mengekskresi sedikit sekali amonia, yang dikonversi oleh asam di dalam urin

menjadi

ion

NH 4 + , sebagai respon terhadap asidosis karena amonia memiliki kapasitas seperti larutan penyangga yang menjaga pH

darah dengan menetralkan kadar asam yang berlebih Urea merupakan zat diuretik

higroskopik dengan menyerap air dari

plasma darah menjadi urin. Kadar urea dalam darah manusia disebut BUN ( bahasa Inggris : Blood Urea Nitrogen ). Peningkatan nilai BUN terjadi pada simtoma

uremia dalam kondisi

gagal ginjal

akut dan kronis atau kondisi

gagal jantung

dengan konsekuensi

tekanan darah menjadi rendah dan penurunan laju filtrasi pada ginjal. Pada kasus yang lebih buruk,

hemodialisis ditempuh untuk menghilangkan larutan urea dan produk akhir

metabolisme dari dalam darah. Pada hewan seperti burung dan reptil

yang harus mencadangkan air

di dalam tubuhnya, nitrogen diekskresi sebagai

asam urat yang bersenyawa dengan sedikit kandungan air. Sedang pada manusia, asam urat tidak disintesis dari amonia, melainkan dari

adenina dan guanina

yang terdapat pada berbagai

nukleotida . Asam urat biasanya diekskresi dalam jumlah sedikit, melalui urin. Kadar asam urat dalam darah dapat meningkat pada penderita gangguan ginjal dan leukimia . Bentuk garam dari asam urat dapat mengendap menjadi batu ginjal

maupun

batu kemih . Pada artritis , endapan garam dari asam urat terjadi pada tulang rawan yang terdapat pada persendian. Sarbamil fosfat sintetase , sebuah enzim , merupakan katalis pada reaksi dengan

substrat NH 3 , CO 2 dan ATP menjadi sarbamil fosfat

,

yang kemudian diaktivasi oleh

asam N-asetilglutamat

yang terbentuk dari asam glutamat dan asetil-KoA

dengan enzim N-asetilglutamat sintetase . N-asetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam

ureagenesis selain arginina ,

kortikosteroid

dan protein yang lain. Reaksi kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat menjadi sitrulina dengan bantuan enzim

ornitina transarbamilase . Kemudian sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma , dan

kondensasi

terjadi dengan

asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase , membentuk asam argininosuksinat , yang kemudian diiris oleh

argininasuksinat liase menjadi

asam fumarat

dan arginina . Asam fumarat akan dioksidasi dalam

siklus sitrat di dalam

mitokondria

, sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan

ornitina dengan enzim

arginase hepatik . Baik argininosuksinat liase maupun arginase diinduksi oleh rasa lapar ,

dibutiril cAMP

dan kortikosteroid. Siklus urea: Ion Amonium berada dalam keseimbangan dengan sekitar 1% amonia bebas pada pH

fisiologis. Garam Amonium adalah senyawa beracun, menyebabkan muntah, kejang dan akhirnya koma dan kematian jika konsentrasi darah melebihi sekitar 0.25mm. Hal ini tidak sepenuhnya jelas mengapa ini harus begitu: mungkin bahwa ion amonium meniru ion kalium, tetapi gas amonia bermuatan dapat memperoleh akses ke daerah-daerah dari mana ion harus dikeluarkan. Atau, mereka mungkin mendukung sintesis jumlah berlebihan glutamat dan glutamin yang memiliki efek rangsang pada jaringan saraf. Siklus urea berlangsung sebagian di sitosol dan sebagian di dalam mitokondria, dan reaksi individu adalah sebagai berikut Sarbamil fosfat sintetase , sebuah enzim , merupakan katalis pada reaksi dengan

substrat NH 3

, CO 2 dan ATP menjadi sarbamil fosfat ,

yang kemudian diaktivasi oleh

asam N-asetilglutamat

yang terbentuk dari asam glutamat dan asetil-KoA

dengan enzim N-asetilglutamat sintetase . N-asetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam

ureagenesis selain arginina ,

kortikosteroid

dan protein yang lain. Reaksi kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat menjadi sitrulina dengan bantuan enzim

ornitina transarbamilase . Kemudian sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma

, dan

kondensasi

terjadi dengan

asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase , membentuk asam argininosuksinat , yang kemudian diiris oleh

argininasuksinat liase menjadi

asam fumarat

dan

arginina . Asam fumarat akan dioksidasi dalam

siklus sitrat di dalam

mitokondria , sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan

ornitina dengan enzim

arginase hepatik . Baik argininosuksinat liase maupun arginase diinduksi oleh rasa lapar ,

dibutiril cAMP

dan kortikosteroid. Siklus urea: Ion Amonium berada dalam keseimbangan dengan sekitar 1% amonia bebas pada pH fisiologis. Garam Amonium adalah senyawa beracun, menyebabkan muntah, kejang dan akhirnya koma dan kematian jika konsentrasi darah melebihi sekitar 0.25mm. Hal ini tidak sepenuhnya jelas mengapa ini harus begitu: mungkin bahwa ion amonium meniru ion kalium, tetapi gas amonia bermuatan dapat memperoleh akses ke daerah-daerah dari mana ion harus dikeluarkan. Atau, mereka mungkin mendukung sintesis jumlah berlebihan glutamat dan glutamin yang memiliki efek rangsang pada jaringan saraf. Siklus urea berlangsung sebagian di sitosol dan sebagian di dalam mitokondria, dan reaksi individu adalah sebagai berikuSarbamil fosfat sintetase , sebuah enzim

, merupakan katalis pada reaksi dengan

substrat NH 3 , CO 2 dan ATP menjadi sarbamil fosfat ,

yang kemudian diaktivasi oleh

asam N-asetilglutamat

yang terbentuk dari asam glutamat dan

asetil-KoA

dengan enzim N-asetilglutamat sintetase . N-asetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam

ureagenesis selain arginina ,

kortikosteroid

dan protein yang lain. Reaksi kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat menjadi

sitrulina dengan bantuan enzim

ornitina transarbamilase . Kemudian sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma , dan

kondensasi

terjadi dengan

asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase , membentuk asam argininosuksinat , yang kemudian diiris oleh

argininasuksinat liase menjadi

asam fumarat

dan arginina . Asam fumarat akan dioksidasi dalam

siklus sitrat di dalam

mitokondria , sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan

ornitina dengan enzim

arginase hepatik . Baik argininosuksinat liase maupun arginase diinduksi oleh rasa lapar ,

dibutiril cAMP

dan kortikosteroid. Siklus urea: Ion Amonium berada dalam keseimbangan dengan sekitar 1% amonia bebas pada pH fisiologis. Garam Amonium adalah senyawa beracun, menyebabkan muntah, kejang dan akhirnya koma dan kematian jika konsentrasi darah melebihi sekitar 0.25mm. Hal ini tidak sepenuhnya jelas mengapa ini harus begitu: mungkin bahwa ion amonium meniru ion kalium, tetapi gas amonia bermuatan dapat memperoleh akses ke daerah-daerah dari mana ion harus dikeluarkan. Atau, mereka mungkin mendukung sintesis jumlah berlebihan glutamat dan glutamin yang memiliki

efek rangsang pada jaringan saraf. Siklus urea berlangsung sebagian di sitosol dan sebagian di dalam mitokondria, dan reaksi individu adalah sebagai berikut . Enzim hati ini mitokondria mengubah amonia yang dihasilkan oleh glutamat dehidrogenase menjadi fosfat carbamyl (= karbamoilfosfat) yang merupakan senyawa energi stabil tinggi. Ini

adalah anhidrida asam campuran asam carbamic dan asam fosfat, dan membutuhkan dua molekul ATP untuk mendorong sintesi PS1 sangat diaktifkan oleh glutamat N-asetil, yang mengontrol tingkat keseluruhan produksi urea. Metode rumit regulasi belum sepenuhnya dipahami: N-asetil glutamat merupakan lanjutan dari sintesis bakteri ornithine, namun fitur ini telah hilang dari mamalia dan hanya sistem peraturan telah bertahan. Ada siklus sia-sia dikatalisis oleh enzim sintetase Nacetylglutamate dan hidrolase N-acetylglutamate. Hal ini jelas penting untuk kontrol metabolisme nitrogen, tapi kami belum mengerti cara kerjanya. CPS1 kekurangan hasil di hiperamonemia. Kasus-kasus neonatal biasanya mematikan, tetapi ada juga yang, kurang parah tertunda-onset form. Amonia-tergantung CPS1 hadir hanya

dalam ruang hati matriks mitokondria. Ini harus dibedakan dari kedua glutaminsito sol tergantung carbamyl fosfat sintetase a-[CPS2] yang ditemukan di semua jaringan dan terlibat dalam biosintesis pirimidin. Sintesis Carbamyl fosfat merupakan beban utama bagi mitokondria hati. Enzim ini menyumbang sekitar 20% dari total protein dalam ruang matriks. Glutamat dehidrogenase juga hadir dalam jumlah sangat besar. Enzim ini tidak memiliki signifikansi peraturan. Namun, gen OTCase adalah pada kromosom X dan diwariskan kekurangan diamati pada laki-laki, dengan insiden sekitar 1 dalam 80.000 orang. Ini adalah yang paling umum dari cacat warisan siklus urea. Pasien menunjukkan semua gejala hiperamonemia, dan selain dapat mengeluarkan jumlah abnormal orotate, sejak lolos fosfat yang tidak terpakai carbamyl ke sitosol dan memasuki jalur biosintesis pirimidin. ornithine dan porter citrulline Sisa dari siklus urea terjadi di sitosol. Hal ini memerlukan ekspor terus citrulline dan

pengambilan ornithine melewati membran mitokondria bagian dalam. Proses ini dikatalisis oleh asam amino spesifik porter, yang hadir hanya dalam mitokondria hati. Glutamat dan glutamat: porter aspartate Urea produksi membutuhkan serapan glutamat terus menerus mitokondria, untuk mengisi substrat untuk reaksi glutamat dehidrogenase. Proses ini dikatalisis oleh glutamat electroneutral spesifik / antiporter hidroksil, yang sebagian besar terbatas pada mitokondria hati. Selain itu, tergantung pada diet, mitokondria juga mungkin harus mengekspor aspartate dalam pertukaran untuk glutamat dalam rangka untuk menyeimbangkan pasokan nitrogen dengan segmen mitokondria dan sitosol dari siklus urea. Proses listrik didorong oleh potensi membran mitokondria dan dibahas lebih lengkap dalam sehubungan dengan malat - siklus aspartat. arginino-suksinat sintetase Setelah di sitosol, mengembun citrulline dengan aspartate dan reaksi yang didorong oleh ATP. Dengan cara ini aspartate kontribusi atom nitrogen kedua untuk urea, yang pertama yang

datang dari glutamat. Produksi arginino-suksinat merupakan proses penuh semangat mahal, karena ATP dibagi untuk AMP dan pirofosfat. Pirofosfat tersebut kemudian dibelah untuk

pyrophosphatase fosfat anorganik menggunakan, sehingga biaya keseluruhan reaksi dua setara fosfat energi tinggi per mol. Eliminasi fumarat dari arginino-suksinat menghasilkan arginin. Urutan reaksi ini sangat mirip dengan konversi IMP untuk AMP dalam jalur biosintesis purin. Dalam setiap kasus fumarat dibentuk sebagai produk sampingan. Fumarat tidak diangkut oleh