Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений.

 

Глутамин - основной донор азота в организме. Амидный азот глутамина используется для синтеза пуриновых и пиримидиновых нук-леотидов, аспарагина, аминосахаров и других соединений

 

 

 

Синтез мочевины, химизм, ферменты, энергетика, происхождение атомов азота в мочевине.

 

Мочевина (карбамид) - полный амид угольной кислоты - содержит 2 атома азота. Источником одного из них является аммиак, который в печени связывается с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфата под действием карбамоилфосфатсинтетазы I

Далее под действием орнитин-карбамоил-трансферазы карбамоильная группа карбамо-илфосфата переносится на α-аминокислоту орнитин, и образуется другая α-аминокислота - цитруллин.

В следующей реакции аргининосукцинат-синтетаза связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается в ионах Mg²⁺. В реакции затрачивается 1 моль АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат - источник второго атома азота мочевины

Далее фермент аргининосукцинатлиаза (арги-ниносукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается в молекуле аргинина.

Аргинин подвергается гидролизу под действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами аргиназы являются ионы Са2+ или Мп2+.

 

Всю эту красотень можно выразить формулой попроще.

СО₂ + NH₃ + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н₂О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н₃РО₄) + АМФ + Н₄Р₂О₇

Энергетика... загружаю... снятие грифа секретности...

 

В результате орнитинового цила расходуются четыре макроэргические связи трех молекул АТФ на каждый оборот цикла. Однако, все неплохо компенсируется:
- при включении фумарата в ЦТК на стадии дегидрирования малата образуется НАДН, который обеспечивает синтез трех молекул АТФ.
- при окислительном дезаминировании глутамата в разных органах также образуется НАДН, и образуется еще три молекулы АТФ.

 

Биологическая роль, две основные цели:
- превращение азота аминокислот в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака.
- синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

Основной источник аммиака - аминокислоты. Большая часть образовавшегося аммиака обезвреживается в орнитиновом цикле в печени и выделяется в виде мочевины. Основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является синтез глутамина, который затем используется в анаболических процессах и для обезвреживания веществ в печени.

 

Связь орнитинового цикла с циклом трикарбоновых кислот.

 

 

Фумарат, образующийся в результате расщепления аргининосукцината, превращается в малат, который затем переносится в митохондрии, включается в ЦТК и дегидрируется с образованием оксалоацетата. Эта реакция сопровождается выделением 3 молекул АТФ, которые и компенсируют затраты энергии на синтез одной молекулы мочевины.

 

Нарушение синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия, про-

Исхождение.

 

 

Нарушение реакций обезвреживания аммиака может вызвать повышение содержания аммиака в крови - гипераммониемию, что оказывает токсическое действие на организм. Причинами гипераммониемии могут выступать как генетический дефект ферментов орнитинового цикла в печени, так и вторичное поражение печени в результате цирроза, гепатита и других заболеваний. Известны пять наследственных заболеваний, обусловленных дефектом пяти ферментов орнитинового цикла

Нарушение орнитинового цикла наблюдается при гепатитах различной этиологии и некоторых других вирусных заболеваниях. Например, установлено, что вирусы гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций снижают активность карбамоилфосфатсинтетазы I. При циррозе и других заболеваниях печени также часто наблюдают гипераммониемию.

Снижение активности какого-либо фермента синтеза мочевины приводит к накоплению в крови субстрата данного фермента и его предшественников.

 

Все симптомы гипераммониемии - проявление действия аммиака на ЦНС.

Для диагностики различных типов гиперам-мониемии производят определение содержания аммиака в крови, метаболитов орнитинового цикла в крови и моче, активности фермента в биоптатах печени.

Основной диагностический признак - повышение концентрации аммиака в крови. Содержание аммиака в крови может достигать 6000 мкмоль/л (в норме - 60 мкмоль/л).

 

Уремия (uraemia; греческий uron моча + haima кровь; синонимы мочекровие) — синдром аутоинтоксикации, развивающийся при выраженной почечной недостаточности в результате задержки в организме азотистых метаболитов и других токсических веществ, расстройства водно-солевого, кислотно-щелочного и осмотического гомеостаза, сопровождающийся вторичными обменными и гормональными нарушениями, общей дистрофией тканей и дисфункцией всех органов и систем. (Источник: Леди Википедия.)