Üre Döngüsü
Üre döngüsü, başlıca karaciğerde bulunan, amino asit yıkımından türeyen toksik amonyağı, böbreklerin attığı çözünür ve çok daha az toksik bir bileşik olan üreye dönüştüren yoldur. Tanımlanan ilk döngüsel metabolik yol olmuştur ve vücudun fazla nitrojeni uzaklaştırmak için kullandığı başlıca yol olmaya devam etmektedir.
Tanım
Üre döngüsü, amonyak ve aspartattan türeyen nitrojeni karbondioksit ile birleştirerek üre sentezleyen, her dönüşte taşıyıcı ornitini yeniden oluşturan, kısmen mitokondriyal, kısmen sitozolik bir dizi reaksiyondur.
Kapsam
Bu madde, döngünün beş temel enzimatik adımını, mitokondri ve sitozol arasındaki bölümlenmesini, içerdiği iki nitrojen kaynağını ve nasıl düzenlendiğini kapsamaktadır. Amino gruplarının döngüye girmeden önceki akıbeti katabolizma maddesinde, daha geniş amonyak işlenmesi ise nitrojen maddesinde ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Ürenin iki nitrojen atomu nereden gelmektedir?
- Hangi adımlar mitokondride, hangileri sitozolde gerçekleşmektedir?
- Döngüdeki akış, nitrojen yüküne nasıl uyarlanmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Karbamoil fosfat sentetaz I
- Ornitin transkarbamilaz
- Argininosüksinat sentetaz ve liyaz
- Arjinaz ve ornitinin yeniden oluşumu
- N-asetilglutamat'ın allosterik aktivatör olarak rolü
- Mitokondriyal-sitozolik bölümlenme
Mekanizmalar
Mitokondri içinde, amonyak ve bikarbonat, allosterik aktivatör N-asetilglutamat gerektiren bir enzim olan karbamoil fosfat sentetaz I tarafından karbamoil fosfata yoğunlaştırılmaktadır. Ornitin transkarbamilaz daha sonra karbamoil fosfatı ornitine bağlayarak sitrüllin oluşturur ve bu sitrüllin sitozole ihraç edilir. Orada, argininosüksinat sentetaz, aspartattan gelen ikinci nitrojeni argininosüksinat yapmak üzere dahil eder; argininosüksinat liyaz ise bunu arjinin ve fumarata ayırır. Arjinaz son olarak arjinini üre ve ornitine hidrolize eder ve yeniden oluşan ornitin, başka bir dönüşe başlamak üzere mitokondriye geri girer. Böylece ürenin bir nitrojeni serbest amonyaktan, diğeri aspartattan gelirken, karbon bikarbonattan gelmektedir. Akış, hem genel nitrojen yükünü yansıtan N-asetilglutamat tedariki hem de enzim miktarlarındaki uzun vadeli değişikliklerle ayarlanmaktadır.
Klinik önem
Üre döngüsü enzimlerinin kalıtsal eksiklikleri nitrojen atılımını bozmakta ve amonyak birikimine yol açabilmektedir; döngü, vücudun amonyak toksisitesinden nasıl korunduğunun merkezinde yer almaktadır. Bu madde, yolu ve nasıl incelendiğini açıklamaktadır; üre döngüsü bozukluklarının tanısı ve yönetimi uzman konsensüs kılavuzlarını takip etmekte olup, burada bireysel tavsiye olarak ele alınmamaktadır.
Epidemiyoloji
Üre döngüsü bozuklukları, bireysel olarak nadir görülen doğuştan metabolizma hatalarıdır; konsensüs kılavuzları bunların birleşik sıklığını ve klinik tanınmasını özetlerken, ayrıntılı tahminler özel klinik kaynaklara aittir.
Kanıt ve kılavuzlar
Biyokimya yerleşik ders kitabı bilgisidir; döngünün klinik bozuklukları için uluslararası konsensüs kılavuzları yayınlanmış ve revize edilmiştir (Haeberle et al., 2012; 2019), bu madde ise klinik standartların nerede bulunduğunu belirtmek amacıyla yalnızca bunlara atıfta bulunmaktadır.
Tarihçe
Hans Krebs ve Kurt Henseleit, 1932'de üre oluşumunun ornitin döngüsünü tanımlamışlardır; bu, tanınan ilk metabolik döngü olmuştur. Daha sonraki çalışmalar, özellikle Sarah Ratner tarafından yapılanlar, argininosüksinat adımlarını karakterize etmiş ve yolun enzimatik haritasını tamamlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Sarah Ratner
İlgili konular
Temel eserler
- morris-2002
- haeberle-2019
Sıkça sorulan sorular
- Vücut amonyağı neden üreye dönüştürmektedir?
- Amonyak, özellikle sinir sistemi için toksiktir; bu nedenle, onu çözünür ve çok daha az toksik olan üreye dönüştürmek, fazla nitrojenin kanda taşınmasına ve böbrekler tarafından güvenli bir şekilde atılmasına olanak tanımaktadır.
- Üre döngüsü hücrenin neresinde gerçekleşmektedir?
- İki kompartman arasında bölünmüştür: ilk adımlar karaciğer hücrelerinin mitokondriyal matriksinde, kalan adımlar ise sitozolde gerçekleşmekte olup, ara ürünler ikisi arasında taşınmaktadır.