Ureakierto

Ureakierto on aineenvaihduntareitti, jonka tehtävänä on poistaa elimistöstä ylimäärä ammoniakkia urean muodossa. Ureakierto on ensimmäinen löydetty syklinen aineenvaihduntareitti ja sen löysivät Hans Krebs ja Kurt Hanseleit vuonna 1932.

Merkitys
Eliöt tuottavat ammoniakkia aminohappojen aineenvaihdunnan seurauksena. Ammoniakin kertyminen elimistöön eli hyperammonemia aiheuttaa vaurioita muun muassa eläinten keskushermostossa. Kalat ja eräät muut vesieläimet pystyvät erittämään ammoniakin veteen, mutta nisäkkäät, matelijat ja linnut muuttavat sen vähemmän myrkyllisiksi yhdisteiksi.

Ureakierron reaktiot
Ureakierto tapahtuu pääasiassa maksan soluissa ja vähäisemmässä määrin myös munuaisissa. Osa reaktioista tapahtuu mitokondrion matriisissa ja osa sytoplasmassa.
 + Ureakierron reaktiot
  Vaihe  Substraatit  Tuotteet  Katalysoiva entsyymi  Paikka
   1
  NH3 + HCO3− + 2 ATP  karbamoyylifosfaatti + 2 ADP + Pi   Karbamoyylifosfaattisyntetaasi I  mitokondrio
   2
  karbamoyylifosfaatti + ornitiini  sitrulliini + Pi   Ornitiinitranskarbamylaasi  mitokondrio
   3
  sitrulliini + aspartaamihappo + ATP  Arginiinimeripihkahappo + AMP + PPi   Arginiinimeripihkahapposyntetaasi   sytosoli
   4
  arginiinimeripihkahappo  arginiini + fumaarihappo   Arginiinimeripihkahappolyaasi  sytosoli
   5
  Arginiini + H2O  ornitiini + urea   Arginaasi  sytosoli

Ureakierron reaktiot muodostavat syklin

1 L-ornitiini2 karbamoyylifosfaatti3 L-sitrulliini4 argininomeripihkahappo5 fumaarihappo6 L-arginiini7 urea L-Asp L-aspartaamihappoCPS-1 karbamoyylifosfaattisyntaasiOTC OrnitiinitranskarbamylaasiASS arginiinimeripihkahapposyntaasiASL argininosukkinaattilyaasiARG1 arginaasi

Ureahappokierron kokonaisreaktio voidaan kirjoittaa muodossa:
Aspartaamihappo + NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O → urea + fumaarihappo + 2 ADP + AMP + 2 Pi + PPi

Ureahappokierron säätely ja sairaudet
Ureahappokierron nopeuden määrävä entsyymi on karbamoyylifosfaattisyntaasi ja se on reitin tärkein säätelykohta. Entsyymi tarvitsee toimiakseen kofaktorikseen N-asetyyliglutamiinihappomolekyylin, jota muodostuu glutamiinihaposta ja asetyylikoentsyymi-A:sta N-asetyyliglutamaattisyntetaasin katalysoimana. Muodostuminen on nopeaa erityisesti proteiinipitoisen aterian jälkeen, joten myös ureakierto on tällöin aktiivinen.

Ureahappokiertoon osallistuvien entsyymien puutostilat ovat suhteellisen harvinaisia. Puutostilat johtuvat perinnöllisistä mutaatioista, minkä vuoksi jotain entsyymiä ei tuoteta elimistössä tai entsyymi on toimimaton. Jokaiselle ureakierron osana toimivalle entsyymille on tavattu puutostilasta kärsivä potilas. Puutostilasta johtuva hyperammonemia aiheuttaa neurologisia oireita, kuten epilepsiaa ja jopa kuoleman. Hyperammonemian lisäksi elimistöön voi kertyä glutamiinia, glysiiniä, ornitiinia, sitrulliinia ja argininomeripihkahappoa. Puutostiloja hoidetaan oikeanlaisella ruokavaliolla ja lisäksi bentsoehappo-, fenyylietikkahappo- tai natriumfenyylibutyraattilääkityksellä. Nämä poistavat elimistöstä ammoniakkia muodostamalla yhdisteitä glysiinin ja glutamiinin kanssa. Esimerkiksi bentsoehappo muodostaa glysiinin kanssa hippurihappoa ja fenyylietikkahappo glutamiinin kanssa fenyyliasetyyliglutamiinia.

Lähteet

 Aiheesta muualla 

Luokka:Metabolia