Ciclo dell'urea

ciclo dell’urea

Ciclo metabolico nel quale si ha la conversione dell’ammoniaca in urea, un composto non tossico che viene trasportato attraverso il sangue ai reni per l’escrezione urinaria. Il ciclo dell’urea ha luogo esclusivamente nel fegato, e vede il coinvolgimento di enzimi localizzati nei mitocondri (carbamilfosfato sintetasi, ornitina transcarbamilasi e glutammato deidrogenasi) e nel citoplasma.

La reazione netta di sintesi dell’urea è: NH₄⁺ + HCO₃⁻ + aspartato + 3ATP→urea + fumarato + 2ADP + AMP + 2Pi + Ppi.

I due atomi di azoto dell’urea derivano dall’ammoniaca, per deamminazione ossidativa del glutammato e dall’aspartato. È da notare che nelle reazioni di transaminazione gli amminoacidi trasferiscono i gruppi amminici a 2-chetoglutarato e ossalacetato, formando rispettivamente glutammato e aspartato; il ciclo dell’urea può quindi essere considerato come parte terminale del catabolismo degli amminoacidi.

Il ciclo dell’urea inizia con la formazione di carbamilfosfato, tramite la condensazione dello ione NH₄⁺, lo ione HCO₃⁻ e una molecola di fosfato organico, catalizzata dalla carbamilfosfato sintetasi I, tramite dispendio di due molecole di ATP. Successivamente, il carbamilfosfato si condensa con una molecola di ornitina per dare citrullina nella reazione catalizzata dalla ornitina transcarbamilasi. La citrullina esce dal mitocondrio e si condensa nel citoplasma con una molecola di aspartato nella reazione catalizzata dalla argininsuccinato sintetasi formando argininsuccinato. L’arginin;succinato è scisso in arginina e fumarato dall’argininsuccinato liasi. L’arginina è infine trasformata in ornitina e urea dall’arginina liasi, e quindi l’urea viene trasportata dal flusso ematico verso i reni e l’ornitina può essere utilizzata per un altro ciclo. Nel ciclo dell’urea, il fumarato è riconvertito in aspartato essenzialmente nei mitocondri.

→ Mitocondri