Il ciclo dell'urea è un processo metabolico che avviene in alcune tappe, divise tra il mitocondrio e il citoplasma. Il compito di questa via metabolica è quello di "esportare" l'ammoniaca prodotta durante la degradazione degli aminoacidi, in modo che non possa aumentare in concentrazione e avere effetti nocivi per l'organismo.
A livello dei pesci, tuttavia, l'ammoniaca viene escreta senza particolari processi metabolici e, per completare il quadro di biochimica comparata, negli uccelli è concentrata in acido urico.
Fu un ciclo scoperto dal biochimico Hans Adolf Krebs, lo stesso che scoprì il ciclo di Krebs.
Tappe del ciclo dell'urea
L'azoto non è direttamente impiegato in alcun metabolismo e, per questa ragione, è allontanato mediante i trasportatori glutammato, glutammina e alanina. La cellule che si occupano dello smistamento dell'azoto sono gli epatociti a livello del mitocondrio.
Qui l'ammoniaca, nel compartimento mitocondriale, è "rilasciata" dai trasportatori appena menzionati e per effetto dell'enzima carbamil fosfato sintasi I è tradotta in carbamil fosfato. Il carbamil fosfato appena introdotto entra nel ciclo dell'urea che è un sistema di reazioni che avvengono in parte nel mitocondrio e in parte nel citosol.
Tappe del ciclo dell'urea.
Vista la natura ciclica di questo percorso metabolico non esiste una vera e propria molecola di partenza o finale. L'ornitina è un aminoacido non proteinogenico, e reagisce con il carbamil fosfato per formare un altro aminoacido non proteinogenico: la citrullina. Questo intermedio reagisce con l'aspartato, formato in precedenza nel mitocondrio, e forma arginosuccinato in una reazione che comporta la spesa di una molecola di ATP. L'arginosuccinato è idrolizzato in fumarato e arginina e, quest'ultima, per mezzo dell'enzima arginasi, perde una molecola di urea e riforma l'ornitina che rientra nel mitocondrio e continua il ciclo.
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