Quá trình chuyển hóa ure

Quá trình chuyển hóa ure (hay còn gọi là chu trình ornithine) là một chuỗi các phản ứng sinh hóa biến amonia (NH₃) thành ure ((NH₂)₂CO). Chu trình này xảy ra ở các sinh vật bài tiết ure, chuyển đổi amonia độc hại thành ure để dễ dàng bài tiết. Được phát hiện lần đầu tiên bởi Hans Krebs và Kurt Henseleit vào năm 1932, trước chu trình Krebs năm năm. Quá trình này chủ yếu diễn ra tại gan và một phần nhỏ hơn tại thận.

Chức năng

Quá trình phân giải amino axít sản sinh ra amonia. Để bài tiết sản phẩm này, tất cả các loài động vật cần một cơ chế đặc biệt. Sinh vật sống dưới nước, hay còn gọi là ammonotelic, thải amonia trực tiếp mà không cần chuyển hóa. Amonia được pha loãng bởi nước môi trường xung quanh. Những sinh vật không thể loại bỏ nitơ một cách dễ dàng thường chuyển đổi amonia thành các chất ít độc hơn như ure hoặc axit uric. Quá trình chuyển hóa ure chủ yếu xảy ra tại gan, sau đó ure được thải vào máu, di chuyển đến thận và được bài tiết qua nước tiểu. Trong các loài như chim và phần lớn côn trùng, amonia được chuyển hóa thành axit uric hoặc muối urat, và được thải ra dưới dạng rắn.

Phản ứng

Quá trình chuyển hóa hai nhóm amin, một từ NH₄ và một từ Aspartate, cùng với một nguyên tử cacbon từ HCO3 để tạo ra ure ít độc hơn, yêu cầu bốn liên kết phosphate cao năng (3 ATP phân hủy thành 2 ADP và 1 AMP). Quá trình chuyển đổi amonia thành ure diễn ra qua năm bước chính. Đầu tiên, amonia cần được đưa vào chu trình, sau đó bốn bước còn lại là phần của chu trình chính. Để gia nhập chu trình, amonia chuyển thành carbamoyl phosphate. Chu trình ure bao gồm năm phản ứng enzym: hai ở ti thể và ba ở tế bào chất.