2.瓜氨酸(citrulline)的生成：
烏氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithine transcarbamoylase)存在于線粒體中，通常與CPS－I形成酶的復(fù)合物催化氨基甲酰磷酸轉(zhuǎn)甲酰基給鳥氨酸生成瓜氨酸。(注意：鳥氨酸，瓜氨酸均非標(biāo)準(zhǔn)α-氨基酸，不出現(xiàn)在蛋白質(zhì)中)。此反應(yīng)在線粒體內(nèi)進(jìn)行，而鳥氨酸在胞液中生成，所以必需通過(guò)一特異的穿棱系統(tǒng)進(jìn)入線粒體內(nèi)。
3.精氨酸代琥珀酸(Argininosuccinate)的合成。
瓜氨酸穿過(guò)線粒體膜進(jìn)入胞漿中，在胞漿中由精氨酸代琥珀酸合成酶(Argininosuccinate Synthetase)催化瓜氨酸的脲基與天冬氨酸的氨基縮合生成精氨酸代琥珀酸，獲得尿素分子中的第二個(gè)氮原子。此反應(yīng)由ATP供能。
4.精氨酸(Arginine)的生成
精氨酸代琥珀酸裂解酶(Argininosuccinase)催化精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸
上述反應(yīng)中生成的延胡索酸可經(jīng)三羧酸循環(huán)的中間步驟生成草酰乙酸，再經(jīng)谷草轉(zhuǎn)氨酶催化轉(zhuǎn)氨作用重新生成天冬氨酸。由此，通過(guò)延胡索酸和天冬氨酸，使三羧酸循環(huán)與尿素循環(huán)聯(lián)系起來(lái)。
5.尿素的生成
尿素循環(huán)的最后一步反應(yīng)是由精氨酸酶(arginase)催化精氨酸水解生成尿素并再生鳥氨酸，鳥氨酸再進(jìn)入線粒體參與另一輪循環(huán)。
尿素合成是一個(gè)耗能的過(guò)程，合成1分子尿素需要消耗4個(gè)高能磷酸鍵。(3個(gè)ATP水解生成2個(gè)ADP，2個(gè)Pi，1個(gè)AMP和PPi)。從尿素循環(huán)底物水平上，能量的消耗大于恢復(fù)。由L－谷氨酸脫氫酶催化脫氨和延胡索酸經(jīng)草酰乙酸再生成天冬氨酸反應(yīng)中均有NADH的生成。經(jīng)線粒體再氧化可生成6個(gè)ATP(圖7-8)。
圖7-8 尿素循環(huán)的能量代謝
6.尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)
CPS－I是線粒體內(nèi)變構(gòu)酶，其變構(gòu)激活劑AGA由N乙酰谷氨酸合成酶催化生成，并由特異水解酶水解。肝臟生成尿素的速度與AGA濃度相關(guān)。當(dāng)氨基酸分解旺盛時(shí)，由轉(zhuǎn)氨作用引起谷氨酸濃度升高，增加AGA的合成，從而激活CPS-I，加速氨基甲酰磷酸合成，推動(dòng)尿素循環(huán)。精氨酸是AGA合成酶的激活劑，因此，臨床利用精氨酸治療高氨血癥。
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