מעגל האוריאה תגובה ראשונה
התגובה הראשונה מתרחשת במיטוכונדריה בתאי הכבד. יון האמוניום +NH4 מגיב עם ביקרבונט -HCO3 ושתי מולקולות – ATP ליצירת קרבמואיל פוספט - Carbamoyl phosphate. האנזים האחראי על התגובה הינו קרבמואיל פוספט סינתטאז – 1 carbamoyl phosphate synthetase I.
מעגל האוריאה תגובה שנייה
גם התגובה השנייה מתרחשת במיטוכונדריה. בתגובה זו מוספת קבוצת הקרבמואיל מהקרבמואיל פוספט לאורניטין ונוצרת חומצת האמינו ציטרולין. האנזים האחראי על התגובה הינו אורניטין טרנסקרבמואילז - ornithine transcarbamoylase.
מעגל האוריאה תגובה השלישית
התגובה השלישית במעגל האוריאה הינה תגובה מורכבת בעלת שלב ביניים. בשלב הראשון של התגובה ציטרולין מגיבה עם ATP ליצירת מטבוליט ביניים ציטרוליל – AMP - Citrullyl-AMP intermediate.
בשלב השני של התגובה ציטרוליל – AMP מגיב עם חומצת האמינו אספרטט ליצירת ארגינינוסוקצינט. האנזים האחראי על הוצאת התגובה השלישית לפועל הינו ארגינינוסוקצינט סינטתאז - argininosuccinate synthetase.
סיכום תגובה שלישית במעגל האוריאה – בתחילת התגובה מתרחשת התקפה נוקלאופילית. אטוםהחמצן הקשור לפחמן הקרבונילי של חומצת האמינו ציטרולין משמש כנוקלאופיל ותוקף את קבוצת הפוספט ב – ATP. נוצר מטבוליט ביניים ציטרוליל – AMP, אשר תוקף את קבוצת האמינו בחומצת האמינו אספרטט. מולקולת AMP, מתנתקת ונוצר המטבוליט - ארגינינוסוקצינט.
תגובה רביעית במעגל האוריאה
בתגובה הרביעית מולקולת הארגינינוסוקצינט מבוקעת ליצירת פומרט וארגינין. האנזים האחראי על הוצאת התגובה לפועל הינו ארגינינוסוקצינאז – Argininosuccinase, המוכר גם בשם ארגינינוסיקצינט ליאז - Argininosuccinate lyase.
מקורות שונים ליצירת אמוניה בגוף האדם
תגובה חמישית במעגל האוריאה
בתגובה האחרונה במעגל האוריאה, חומצת האמינו ארגינין עוברת הידרוליזה ליצירת אוריאה ואורניטין. האנזים האחראי על הוצאת התגובה לפועל הינו ארגינאז – Arginase.
הפרעות במעגל האוריאה
פגם גנטי אשר ימנע ייצור תקין של אחד או יותר מהאנזימים במעגל האוריאה או פגם בגנים אשר קשורים לייצור חלבונים נוספים וקו פקטורים לאנזימים במעגל האוריאה, יגרום לשיתוק המעגל ולהצטברות אמוניה.
גנים אשר קשורים לתפקוד מעגל האוריאה:
גן
חלבון / אנזים
CPS1
Carbamoyl-phosphate synthase
OTC
Ornithine carbamoyltransferase
ASS1
Argininosuccinate synthase
ASL
Argininosuccinate lyase
ARG1
Arginase-1
NAGS
N-acetylglutamate synthase
SLC25A15
Ornithine Transporter (ORNT1)
SLC25A13
Citrin
מעגל האוריאה - Urea cycle
מעגל האוריאה הינו שרשרת של תגובות ביוכימיות אשר מתרחשות בעיקר בכבד ובמידה לא משמעותית בכליות. למעגל האוריאה תפקיד חשוב בגופנו מאחר והתהליך מנטרל אמוניה – NH3 לאוריאה / שתנן - CO (NH2)2.
האמוניה אשר נוצרת עקב מטבוליזם של חומצות אמינו הינה רעילה לגוף ובעיקר למוח. מעגל האוריאה מאפשר לגוף להיפתר מאמוניה, על ידי המרת האמוניה לחומר פחות מזיק – אוריאה, אשר מופרשת ביתר קלות דרך הכליות בשתן.
יצירת אמוניה בגוף האדם
המטבוליזם של חומצות אמינו אשר אינן משמשות בגופנו לבניית חלבונים, לרוב כרוך בהמרת חומצות האמינו לחומצות אלפא קטו. חומצות אלפא קטו נבדלות מחומצות האמינו המקוריות בכך שקבוצת האמינו מוסרת מחומצת המקור ופחמן אלפא הקשור לקבוצה האמינית הופך לפחמן קרבונילי מסוג קטון. קבוצת האמינו המוסרת מחומצת האמינו המקורית הופכת לאמוניה NH3 ( או ליון אמוניום NH4+ ).
