Opis cyklu mocznikowego (ornityny)

Mocznik, czyli dwuamid kwasu węglowego był znany od dawna jako główny produkt wydalania azotu organicznego przez zwierzęta. Mechanizm tworzenia się tego zwiazku w tkankach zwierzęcych i udział poszczególnych aminokwasów w tym procesie badali Krebs i Henseleit, którzy stwierdzili, że przemiana ta ma charakter cykliczny, a poszczególne ogniwa tego cyklu stanowią aminokwasy: ornityna, cyrtulina i arginina. Badania wykazały, że wymienione aminokwasy - ornityna, cytrulina lub arginina - dodane do tkanki w katalitycznych ilościach znacznie stymulowały wydzielanie mocznika. W tym czasie znany już był ponadto występujący w wątrobie enzym arginaza, który katalizuje hydrolityczny rozpad argininy do mocznika i ornityny.

Cykl ten ma na celu usunięcie z organizmu szkodliwego amoniaku, ze względu na jego znaczną toksyczność nawet w małych stężeniach. W wyniku pełnego obrotu cyklu są wydzielane dwie cząsteczki NH₃, z których jedna jest wychwytywana ze środowiska , a druga pochodzi z grupy aminowej asparaginianu (chociaż przyjmując, że następuje sprzężenie cyklu ornityny z aminacja fumaranu do asparaginianu - można uważać, że obie grupy amidowe mocznika pochodza z amoniaku odebranego ze środowiska).

Przemiana ta jest energetycznie kosztowna, gdyż związanie dwóch cząsteczek NH₃, odbywa się kosztem trzech cząsteczek ATP (adenozynotrifosforan - zwiazek wysokoenergetyczny).

Pełny aparat enzymatyczny cyklu mocznikowego znajduje się w mitochondriach, jest to szczególnie zrozumiałe ze względu na duże zapotrzebowanie na ATP i z uwagi na udział asparaginianu i glutaminianu, które mogą sie wytwarzać z keto - analogów - szczawiooctanu i ketoglutaranu, występujacych jako produkty pośrednie cyklu kwasów karboksylowych, tamże zlokalizowanego. Część reakcji przebiega także w cytoplazmie.

SCHEMAT