Karbamido biosintezė

Žmogaus organizme nuolat, vykstant amino- ir nukleorūgščių ir biogeninių aminų deamininimo procesams (žr. Amoniako metabolizmas), susidaro neurotoksiškas junginys – amoniakas. Karbamido biosintezė yra vienas iš natūralių organizmo apsaugos nuo toksiško amoniako būdų. Ji sudaryta iš 5 fermentinių reakcijų, iš kurių tik dvi pirmosios vyksta kepenų mitochondrijose, o likusios – citozolyje: 1. Kepenų mitochondrijose karbamoilfosfato sintetezė I iš amoniako ir CO2, panaudodama 2 ATP molekules, katalizuoja karbamoilfosfato susidarymą. 2. Karbamoilgrupė, katalizuojant ornitino transkarbamoilazei, pernešama ant ornitino, ir susidaro citrulinas. Jis iš mitochondrijų patenka į citozolį. 3. Argininsukcinato sintetazė, panaudodama ATP, katalizuoja argininsukcinato susidarymą iš citrulino ir aspartato. Aspartatas yra antrojo karbamido azoto atomo donoras. 4. Katalizuojant argininsukcinato liazei, argininsukcinatas suskyla į argininą ir fumaratą. Fumaratas grįžta į mitochondrijas ir yra panaudojamas trikarboksirūgščių cikle: paverčiamas malatu, kuris oksiduojamas į oksalacetatą. Jis peramininimo reakcijos metu virsta aspartatu, kuris, patekęs į citozolį, gali būti panaudojamas karbamido sintezei (3 reakcija). 5. Paskutinės reakcijos metu arginazė katalizuoja arginino skilimą į karbamidą ir ornitiną. Ornitinas, patekęs į mitochondrijas, vėl gali prisijungti naują karbamoilgrupę. Kepenyse pagamintas karbamidas krauju yra pernešamas į inkstus ir pašalinamas kartu su šlapimu. Per parą su šlapimu išsiskiria 20–30 g karbamido, t. y. 80–90 proc. viso azoto, kuris pasišalina iš organizmo. Suminė karbamido biosintezės lygtis: 2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2O → karbamidas + 2ADP + AMP + 4Pi + 2H+.

Karbamido biosintezė gali būti reguliuojama dviem būdais: 1. Ilgalaikis aktyvumo reguliavimas pasireiškia padidėjus amoniako ir aminorūgščių srautui į kepenis. Daug baltymų turinti dieta (aminorūgščių perteklius) arba badavimas (anglies atomai energijos gamybai gaunami metabolizuojant kūno baltymus) aktyvina visus penkis karbamido biosintezės kepenų fermentus. 2. Trumpalaikis aktyvumo reguliavimas pasireiškia alosteriškai, N-acetilglutamatu aktyvinant karbamoilfosfato sintetazę I.

Karbamido biosintezė

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė