Обмен и обезвреживание аммиака

Аммиак образуется в ходе следующих процессов:

Дезаминирования АК

Дезаминирования биогенных аминов (гистамина, серотонина)

Дезаминирования с АК (гуанина, аденина)

При распаде пиримидиновых оснований (урацила, тимина, цитозина).

Аммиак очень токсичное вещество. При его накоплении возможно возбуждение ЦНС (N=1-2 мг/л, летальная доза 50 мг/л)

Механизмы обезвреживания аммиака

· Образование мочевины

· Восстановительное трансаминирование

· Образование амидов АК (глу, асн)

· Образование аммониевых солей.

Основной путь это образование мочевины ≈80-85%всего азота мочи приходится на мочевину. Это безвредное для организма соединение.

Главное место образования мочевины – печень, где есть все ферменты мочевинообразования. Нарушение функции печени ведет к снижению мочевинообразования, содержанию мочевины в крови и выделение ее с мочой падает.

Русские ученые Салазкин и Ненцкий доказали, сто в печени идет образование мочевины из NH3 и CO2. А Кребс установил, что это цикличный процесс и назвал его орнитиновым циклом.

Суммарное уравнение реакции

I способ – обезвреживание мочевины происходит в два этапа:

1 этапСинтез карбомоилфосфатат из СО2 и NН3 (или глутамина донатора -NН2)

Н2N─	СН─СООН		Н2N ─	СН – СО ~ О─Ф
	│	Карбомоилфосфатсинтетаза	│
	(СН2)2 +СО2+Н2О+2АТФ			(СН2)2 + 2АДФ+Фн
	│			│
О=	С ─ NН2 глутамин		О =	С ─ NН2 карбамоилфосфат

Активатором реакции является N-ацетилглутамат, коферментом биотин.

2этап Конденсация карбомаилфосфата и орнитина.

1. Реакция конденсации. Е орнитинкарбамоилтрансфераза

Н2N -	СН – СО ~ О-Ф	Н2N -	(СН2)3		Н2N –С─ NН─	((СН2)3
	│		│	Е		│
	(СН2)2 +		СН – NН2			СН – NН2 + Фн
	│		│			│
О =	С ─ NН2		СООН			СООН
Карбамоилфосфат	Орнитин			Цитрулин

 

2. Реакция конденсации. Е аргининосукцинатсинтетаза

Н2N –С─NН─	(СН2)3		СООН		СООН – СН2─	СН ─СООН
	│		│	Е		│
	СН─NН2	+	СН – NН2			NН
	│		│			│
	СООН	Н2	С - СООН		НN =	С– NН – (СН2)3
Цитрулин	Аспарагиновая к-та		│
			Н2N – СН─СООН
		Аргининоянтарная к-та

 

3. Реакция распада. Е аргининосукцинатлиаза.

СООН – СН2 -	СН - СООН		СООН	НN =	С– NН2
	│		│		│
	NН		СН		NН
	│	Е	║ +		│
НN =	С– NН – (СН2)3		СН		(СН2)3
	│		│		│
	Н2N – СН - СООН		СООН	Н2N –	СН - СООН
Аргининоянтарная к-та Фумарат (идет в ЦТК или для синтеза асп)	аргинин

 

4. Ренакция гидролиза. Е аргиназа.

НN =	С– NН2		NН2	NН2
	│		│	│
	NН + Н2О	Е	С = О +	(СН2)3
	│		│	│
	(СН2)3		NН2	НС - NН2
	│		мочевина	│
Н2N –	СН–СООН Аргинин			СООН орнитин
	Образовавшийся орнитин снова включается в цикл. Т.к.∆G=-40кДж, т.е. имеет место падение свободной энергии, процесс всегда протекает в направлении синтеза мочевины.

2 способ - связывание NН3: востановительное аминирование молоэффективно, т.к. требуется большое количество2-оксоглутарата.

3 способ – образование аспарагина и глутамина:

а -аспартат + АТФ + NН3 → а -аспарагин + АМФ + ФФ(пиррофосфат)

Е аспарагинсинтетаза

а -глутамат + АТФ + NН3 → а -глутамин + АМФ + ФФ(пиррофосфат)

Е глутаминсинтетаза

4 способ – образование аммониевых солей

Аспарагин (асн) и глутамин (глн) – это транспортные формы NН3, образуются они в тканях, с кровью поступают в почки, где происходит их гидролиз.

а -асн + Н2О аспарагиназа аспартат + NН3

а -глн + Н2О глутаминаза глутамат + NН3

Освободившийся в почечных канальцах NН3 нейтрализуется с образование аммониевых солей: NН3 + Н + Clˉ → NН4Cl, который выделяется с мочой.