Urea

Urea eli virtsa-aine on orgaaninen yhdiste, joka on puhtaana valkoista ja kiteistä vesiliukoista ainetta, jolla on ammoniakin haju. Ureasta käytetään myös nimitystä karbamidi tai karbonyylidiamidi. Urean CAS-numero on 57-13-6. Ureaa käytetään muun muassa lannoitteiden valmistuksessa, muovin raaka-aineena, katalyyttina dieselmoottoreiden typpioksidien poistossa ja kosmetiikassa.

Urea on nisäkkäiden ja sammakkoeläinten normaalin proteiiniaineenvaihdunnan lopputuote, joksi aineenvaihdunnassa muodostuva ammoniakki muuttuu. Se poistuu elimistöstä munuaisten kautta virtsaan, eli typpi (typpiyhdiste ammoniakki) poistuu elimistöstä. Linnuilla ja liskoilla sen sijaan typen vie pois virtsahappo.

Urea oli ensimmäinen synteettisesti valmistettu orgaaninen yhdiste. Orgaanisten aineiden luultiin sisältävän "elämänvoimaa" ja olevan mahdottomia valmistaa keinotekoisesti, kunnes Friedrich Wöhler onnistui valmistamaan ureaa ammoniumsulfaatista ja kaliumsyanaatista vuonna 1828. Reaktiossa syntyi ensin ammonium­syanaattia (NH4CNO), joka liuosta haihdutettaessa muuttui ureaksi:

Teollisesti urea valmistetaan nestemäisestä ammoniakista ja hiilidioksidista korkeassa paineessa ja lämpötilassa.

Urea on tärkeä osa lannoiteteollisuuden tuotteissa, kuten esimerkiksi typpilannoitteissa, rehuraaka-aineissa sekä torjunta-aineissa (juurikääpä). Ureaa käytetään myös muoviteollisuudessa ja lääkeaineissa. Hygienia- ja kosmetiikkatuotteissa urean tehtävänä on sitoa vettä, ja näin säilyttää ihon kosteus. Urean vesiliuosta käytetään dieselkäyttöisten ajoneuvojen pakokaasujen typen oksidien päästöjen alentamiseen kauppanimellä AdBlue.

Ureat eli karbamidit ovat urean johdannaisia, joiden funktionaalinen ryhmä koostuu karbonyyli-ryhmästä ja siihen liittyneistä kahdesta amino-ryhmästä,  RR'N-CO-NRR'. Esimerkkejä urea-rakenteisista yhdisteistä ovat  allantoiini ja hydantoiini.

Urean synteesi 
Urea syntetisoidaan maksan soluissa tapahtuvassa ureakierrossa pääasiassa glutamiini- ja glutamaatti-aminohapoista. Aminohapot siirtyvät mitokondrion sisään, jossa ensin glutamiini muutetaan entsymaattisesti glutamaatiksi. Toinen entsyymi (glutamaattidehydrogenaasi) irrottaa glutamaatista aminoryhmän ammoniumionina, joka muutetaan karbamoyylifosfaatiksi. Aminoryhmä voidaan myös siirtää oksaaliasetaatille, jolloin syntyy myöhemmin kierrossa tarvittavaa aspartaattia. Karbamyylifosfaatin reagoidessa ornitiinin kanssa syntyy sitrulliinia, joka siirtyy mitokondriosta solun sytoplasmaan. Sitrulliini reagoi ATP:tä vaativassa reaktiossa aiemmin muodostuneen aspartaatin kanssa, jolloin syntyy argininosukkinaattia. Tämä puolestaan hajoaa fumaraatiksi ja arginiiniksi ja arginiini edelleen ureaksi ja ornitiiniksi. Ornitiini käytetään uudelleen ureakierrossa ja fumaraatista muodostetaan oksaaliasetaattia mitokondrion trikarboksyylihappokierrossa. Urean kahdesta typpiatomista toinen on peräisin ammoniumionista ja toinen aspartaatista.

Lähteet

Aiheesta muualla 

PubChem: Urea 
Human Metabolome Database (HMDB): Urea 
DrugBank: Urea 
Food Component Database (FooDB): Urea 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Urea 
ChemBlink: Urea 
Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Databases: Urea 
Pherobase: Semiochemical - urea 
Inchem: Urea CAS N°: 57-13-6  (pdf) 

Orgaaniset yhdisteet
Lannoitteet
Seulonnan keskeiset artikkelit