Semlegesítése ammóniával a szervezetben 1
Semlegesítése ammóniával a szervezetben
Az emberben, megy át bomlása 70 g aminosavak naponta; azzal az eredménnyel, hogy a dezaminálási és transzaminálását oxidációja biogén aminok kiadott egy nagy mennyiségű ammóniát, amely erősen mérgező. Ezért, az ammónia koncentrációjának a testben kell tartani alacsony szinten. És valóban, az ammónia szintje normális vérben nem haladja meg a 2,1 mg / l (amely körülbelül 1000-szer kisebb, mint az a koncentráció a vérben a cukor). A nyulak kimutatták, hogy az ammónia koncentrációja 50 mg / l halálos. Így, az ammónia kell alávetni a kötődés a szövet így egy nem-toxikus vegyületek, könnyen kiválasztódik a vizeletben.
Az egyik módja megkötni és semlegesíteni ammóniát a szervezetben, különösen az agyban, retinában, a vesében, májban és izomban glutamin bioszintézis (és esetleg aszparagin). Mivel a glutamin és aszparagin vizelet kiosztott kis mennyiségben, azt javasolták, hogy működnek több közlekedési funkcióval. Később a szövetekben, főleg a vese, specifikus enzimek már kinyitott - glutamináz aszparagináz és a, amelyek katalizálják hidrolízisét a megfelelő amidokká ammónia és amino-dikarbonsavak.
Amidok szintézise megköveteli szállítási energia formájában ATP-t és a jelenléte a glutaminsav vagy aszparaginsav és szabad ammóniát katalizálják specifikus glutamin és aszparagin reakció szerint egyenlet:
A bioszintézisét aszparagin bekövetkezik némileg eltérő, és természetétől függ az enzim és a donor ammóniát. Így a mikroorganizmusok és állati szövetekben nyitott ammiakzavisimaya specifikus aszparagin szintetáz, amely katalizálja a szintézisét aszparagin két szakaszban:- Asp + E + ATP -> E-aszpartám
- E-aszpartám
AMP + Gin -> Asn + E + AMP + Glu
Aszparagin teljes enzimatikus szintézis reakció lehet az alábbi képlettel ábrázolható:
Asp + ATP + NH * + (Gln) -> Asn + AMP + FFN + (Glu)
Része a ammónia könnyen kötődik, az alfa-ketoglutársav miatt reverzibilitását a reakció glutamatdegidrogenaznoy; ha figyelembe vesszük a szintézis glutamin, akkor könnyen belátható, hogy a test egy jól működő rendszert összekötő két ammónia molekulák:
Glutamin, továbbá, vesék tartaléknak használva ammóniaforrás semlegesítéshez szükséges savas anyagcsere termékek során acidózis, ezáltal védve a test ellen, vizelet-vesztés ionok Na +. amelyek egyébként használni, hogy fenntartsák a fiziológiás pH-értéke a vér és a vizelet a acidózis.
Ornitin ciklus karbamid kialakulását
A fő mechanizmusa semlegesítése ammóniával a test a bioszintézis karbamid. Utolsó választódik ki a vizeletben, mint a fő végterméke proteint, aminosavat, illetve cseréjét. Karbamid számlák 80-85% a teljes vizelet nitrogén. Sokáig kapcsolatos problémák megoldásához a lokalizáció siiteza karbamid. Határozottan, ez a probléma megoldódott az IP Pavlova laboratórium, amely erős bizonyítéka a szerepe a máj kaptunk ebben a folyamatban. Kiderült, hogy ha alkalmazott Eck fisztula - Pavlov, a kikapcsolási a máj véráramlás, van egy éles számának növekedése a szabad aminosavak a vérben és mennyiségének csökkenését karbamid a vérben és a vizeletben. Ezek az adatok, valamint a klinikai megfigyelések betegek szerves elváltozások a májban (hepatitisz, akut nekrózis és mtsai.), Ami szintén volt koncentrációjának növekedése aminosavak a vérben és a csökkent karbamid tartalmát a vérben és a vizeletben, lehetővé teszik, hogy feltételezzük, hogy a máj a fő, ha nem az egyetlen, helyezze a bioszintézis karbamid a szervezetben. Megoldatlan maradt kérdés a mechanizmus a karbamidszármazékok szintézisére.
Kifejtse a képződésének mechanizmusát karbamidot adtunk javasolt sok elmélet. Egyikük célja M. V. Nentskim karbamid szintézis rendszer azon a feltételezésen alapul, hogy a közvetlen szén- és nitrogén a molekulában a karbamid, ammónia és szén-dioxid (formájában szénsav). Ezt az álláspontot megerősítette később, bár miatt a nyitás az argináz karbamid szintézis mechanizmust más volt.
Krebs és Henseleit 1932, kísérletekben máj szelet mértük a karbamid kialakulását közegekhez adva a különböző aminosavak és ammónium-sók. Bebizonyosodott, hogy a májat adagolunk szeleteket ammóniumsók és katalitikus mennyiségű ornitin (de nem bármely más aminosav) képződéséhez vezetett jelentősen nagyobb karbamid, mint a sztöchiometrikus mennyiség annak (egy ornitin molekula hozzájárult a szintézisét 20 karbamid molekulák például karbamid nitrogénforrásként voltak ammónium-ionok, ornitin ténylegesen nyújtott katalitikus hatás). Ekkorra lett nyitva a májban argináz, amely katalizálta az összeomlás arginin ornitin és urea: arginin ornitin + karbamid. Krebs gondoljuk, hogy a katalizátor szerepét ornitin lehetne magyarázni, ha volt némi mechanizmus regenerálására arginin, ornitin, a következő egyenlet szerint:
Ez a feltételezés ösztönözte a keresést lehetséges intermedierek között ornitin vagy arginin, és a jelölt volt megjósolt aminosav-citrullin, amelyet előzőleg izolált táblázatban görögdinnye (Citrullus). Valóban, a májban szakaszok citrullin Kísérleteink azonos katalitikus hatást az ammóniumsók jelenlétében, karbamid hozama, például az ornitin. Ezen adatok alapján. Krebs származó egyenletek karbamid szintézis reakciók az alábbiakban mint egy hurok megkapta a szakirodalomban például az ornitin urea képződése Krebs-ciklus (ábra. 102).
Meg kell jegyezni, hogy a biokémiai, hogy volt az első gyűrűrendszer metabolizmus, közel 5 év megkezdését megelőzően egy másik metabolikus Krebs citromsav-ciklus.
További vizsgálatok többnyire megerősítik a gyűrűs mechanizmus a bioszintézis karbamid a májban, de hála a kutatás és Ratner Cohen voltak megadva mérföldköveket, a természet a többi résztvevő és enzimrendszerek képződését katalizálják a karbamid.
Így az egész karbamid képzési ciklus reprezentálható részletesebben a következő reakció egyenletekkel. Az első lépésben a vegyületet karbamoilfosfat vysokoerticheskoe szintetizált CO2 és NH3 (vagy a glutamin, mint a donor ammónia); Ez a szintézis szükséges két molekula ATP:
Az enzim biotint tartalmaz mint koenzim, és először egy molekulájával reagál ATP hozzáadásával egy aktív komplexet CO2 -E, amelyet azután ammóniával reagáltatjuk molekulával (vagy egy amid-csoport, glutamin), és egy második molekula ATP (mint donator foszfát). N-acetil-képződés egy specifikus aktivátor a reakció, és szerepe láthatóan, hogy stabilizálja az aktív forma az enzim.
A második lépésben a kondenzáció megy végbe karbamoilfosfata ornitin és a citrullin alkotnak - ornitinkarbamoiltransferaza katalizálja a reakciót (karbamoilfosfat: L-ornitinkarbamoiltransferaza):
A következő lépésben citrullint alakítjuk arginin a két egymás után előforduló reakciókat. Ezek közül az első, az illékony csökkenti kondenzációs citrullin és aszparaginsav alkotnak argininoyantarnoy sav (argininosuktsinatsintetaza katalizálja ezt a reakciót). Argininoyantarnaya sav elbontja a következő reakcióban, hogy az arginin és a fumársav segítségével másik enzim - argininosuktsinatliazy. Az utolsó szakaszban arginint hasad karbamidot és ornitin az intézkedés alapján argináz.
Nem szabad elfelejteni, hogy a máj argináz azokban lévő állatok, amelyek a karbamid kiválasztással, mint a primer és a végtermék a nitrogén-anyagcsere a vizeletben; a májban a madarak, így például, az argináz nem elérhető, mert a madarak shed húgysav karbamid helyett. Így, az ornitin urea képződése ciklusban az új adatokkal felírható a következő formában (ábra. 103).
Az alábbiakban, továbbá, a teljes karbamid szintézis reakció közbenső termékek, kivéve:
CO2 + NH3 + 2H2 + 3ATF aszpartát + 0 -> Karbamid + 2 ADP + AMP + Pi + 2 fumarát FFN +
δG ° = - 40 kJ
Mivel van egy csökkenése a szabad energia, a folyamat mindig továbblép az irányt a karbamid szintézis.
A fenti egyenletek azt könnyen belátható, hogy az egyik az atomok a karbamid van, mint a forrása a szabad ammónia vagy glutamin amidcsoportja (via karbamoilfosfat); második nitrogénatomja a karbamid megvan a forrása aszparaginsav helyett szabad ammóniát, ami képződik főleg glutamatdegidrogenaznoy reakcióban. Ami a feltöltésére aszparaginsav ezen eljárás három összekapcsolt reakciók: első, fumársav az intézkedés alapján fumaráz, katalizálja hozzáadásával H2 O, úgy alakítjuk át az almasav, ami oxidációval olyan külön malát-dehidrogenáz képezve oxál-ecetsav; transaminiruetsya utolsó glutaminsav, aszparaginsav, így.
Összegezve ismert bizonyíték a mechanizmusok semlegesítése ammónia a szervezetben, jöhet a következő következtetést. Része az ammóniát használják a bioszintézis aminosavak reduktív aminálásával α-keto-savakat vagy transreaminirovaniya reakciót. Az ammóniát használják a bioszintézis glutamin és aszparagin. A mennyiségű ammóniát választódik ki a vizeletben, a ammóniumsók formájában. A kreatinin-formában van kialakítva a kreatin és a foszfokreatin (cm. Az alábbiakban), kiválasztódik nagy része amino-nitrogén. Azonban, a legnagyobb mennyiségű ammónia szintézis karbamid, amely kiválasztódik a vizeletben, mint a fő végterméke fehérje-anyagcsere emberekben és állatokban. Úgy becsülik, hogy a nitrogén-egyensúlyt egészséges felnőtt emberi testbe, és ezért kiosztja fogyaszt 15 g nitrogén; összeg választódik ki a vizeletben a karbamid-nitrogén arányuk mintegy 85%, a kreatinin - körülbelül 5% (szigorúan állandó érték), ammónium-sókat - 3%, húgysav - 1% és más formák - körülbelül 6%.
Az evolúció az élőlények fejlődtek különböző nitrogén-anyagcsere. Ammoniytelichesky típusa, amikor a legfontosabb végtermék a nitrogén-anyagcsere ammónia, előnyösen jellemző halak. Urotelichesky típusú csere, amikor a fő végtermék fehérje-anyagcsere a karbamid, jellemző az emberek és állatok. És végül, urikotelichesky típus, amikor a fő végtermékek anyagcsere húgysav fordul elő madarak és hüllők.