The asam amino , unit dasar dari protein ditandai dengan memiliki gugus amino , amonium derivatif yang mengandung nitrogen. Amonia dapat dengan mudah diubah menjadi amonia, yang dapat menjadi racun pada tingkat sel. Untuk alasan ini, makhluk hidup mengeluarkan kelebihan nitrogen ke luar. Tergantung pada kelompok makhluk hidup, molekul ini diekskresikan dalam senyawa yang berbeda, seperti urea, asam urat atau amonia .
Molekul urea, yang diekskresikan.
The mamalia adalah kelompok menggunakan urea sebagai suatu metode ekskresi kelebihan nitrogen, meskipun hewan darat lainnya juga urea mengeluarkan, seperti serangga, mereka tidak melakukannya dalam proporsi yang tinggi seperti itu dan tidak ditemukan enzim cocok untuk membawa keluar siklus urea, seperti yang disajikan oleh sebagian besar mamalia.
Siklus ini dijelaskan pada tahun 1932 oleh Kurt Henseleit dan Hans Krebs (yang kemudian menggambarkan siklus Krebs, yang dapat Anda baca di sini ). Ini terdiri dari 5 langkah enzimatik yang semuanya dilakukan di hepatosit (baca selengkapnya di sini ) hati, satu-satunya organ dalam tubuh yang mensintesis semua enzim yang diperlukan untuk melakukan pemurnian amonia. 2 yang pertama terjadi di dalam mitokondria dan tiga yang terakhir berkembang di sitoplasma sel.
Dalam matriks mitokondria , karena metabolisme mitokondria atau karena oksidasi bakteri yang terjadi di usus, ditemukan molekul amonia . Berkat enzim yang akan mengikat kation HCO3 -, yang dihasilkan dalam respirasi mitokondria, memberikan sebagai produk molekul karbamoil fosfat . Langkah ini membutuhkan energi, yang menyediakan defosforilasi molekul ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik.
Pada langkah kedua, karbamoil fosfat melepaskan gugus karbamilnya menjadi ornitin , asam amino, membentuk sitrulin dan meninggalkan fosfat anorganik bebas. Reaksi ini dilakukan oleh ornithine transcarbamylase dan dicapai dengan melewatkan karbon dari satu molekul ke molekul lain melalui pembentukan molekul perantara, citrulyl-AMP . Pada akhir citrulline ia meninggalkan mitokondria ke sitoplasma.
Dalam sitoplasma, argininosuksinat sintetase mengembun sitrulin dengan molekul aspartam , menghasilkan argininosuksinat sebagai produk . Untuk ini, dibutuhkan suplai energi ATP, yang didefosforilasi menjadi cAMP dan dua molekul fosfor anorganik. Aspartat telah meninggalkan mitokondria, di mana ia telah dibentuk oleh transaminasi.
Langkah keempat adalah reversibel . The lyase suksinat reversibel membelah argininosuccinate molekul yang dihasilkan pada langkah sebelumnya. Aktivitas enzimatik argininosuksinat liase tergantung pada konsentrasi substrat dan produk.
Akhirnya, pada langkah kelima dan terakhir dari siklus, arginat , asam amino, dipotong oleh arginase dan menggabungkannya kembali dengan molekul air , dari reaksi ini urea dan ornitin dilepaskan . Urea akan melakukan perjalanan melalui aliran darah ke ginjal di mana ia akan disaring dari darah dan masuk ke kandung kemih untuk ekskresi. Untuk bagiannya, ornithine masuk kembali ke mitokondria untuk meregenerasi siklus urea.
Siklus urea menggunakan sebagai substrat dua molekul amonia, NH4 (satu dari aspartat dan yang lainnya bebas), satu molekul anion bikarbonat HCO3-, satu molekul air H2O untuk dr satu molekul urea CH4N2O, dengan pengeluaran 4 fosfor dari dua molekul ATP.