Mocznikowy cykl Krebsa, zwany także cyklem ornitynowym odkryty został w 1932 roku przez Hansa Krebsa i Kurta Henseleita. Zawarty w aminokwasach azot podczas deaminacji aminokwasów staje się składnikiem toksycznych dla organizmu człowieka jonów amonowych (NH4+). Zadaniem cyklu ornitynowego jest przekształcenie toksycznych jonów amonowych w mocznik, który jest wydalany z organizmu przez nerki. Organizmy wydalające mocznik, do których zaliczane są ssaki oraz niektóre płazy nazywają się organizmami ureotelicznymi.
Mocznikowy cykl Krebsa — etapy
Mocznikowy cykl Krebsa zachodzi w mitochondriach i cytozolu komórek wątroby. Biorą w nim udział trzy aminokwasy: ornityna, cytrulina, arginina. Toksyczne jony amonowe, zanim wezmą udział w cyklu ornitynowym, wiązane są w glutaminę, tworząc mniej toksyczny związek. Cykl rozpoczyna się wejściem do niego związanych jonów amonowych z dwutlenkiem węgla oraz wodą. Powstały wówczas związek nazywa się karbomylofosforanem. Ornityna wchodzi w reakcję z karbomylofosforanem, dzięki czemu powstaje cytrulina. Następnie cytrulina reaguje z asparaginianem co prowadzi do powstania argininiobursztynianu, z kolei enzym (liaza) tego związku, katalizuje reakcje powstania argininy i fumaranu. Enzym arginiaza katalizuje reakcje powstania ornityny i mocznika. Przebieg cyklu wymaga dostarczenia energii w postaci 3 cząsteczek ATP, jest więc procesem silnie pochłaniającym energie (endoergicznym).
Schemat cyklu mocznikowego
1 – ornityna, 2 – karbamoilofosforan, 3 – cytrulina, 4 – argininobursztynian, 5 – fumaran, 6 – arginina, 7 – mocznik L-Asp L-kwas asparaginowy, CPS-1 – syntetaza karbamoilofosforanowa I, OTC – karbamoilotransferaza ornitynowa, ASS – syntetaza argininobursztynianowa, ASL – liaza argininobursztynianowa, ARG1 – arginaza 1
Autorstwa Yikrazuul - Own work by uploader; Mitochondrium angepasst aus Hoffis Bild, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7732060