Біосинтез сечовини (орнітиновий цикл)

Синтез сечовини - циклічний процес, складається з п’яти реакцій, які каталізуються п’ятьома окремими ферментами. Сумарне рівняння:

СO₂+NH₃+2H₂O+Аспартат → H₂N-CO-NH₂ (сечовина) +Фумарат

Сечовина є кінцевий продукт білкового та азотистого обміну. Синтез її відбувається головним чином у печінці. Виділення сечовини та аміаку з організму свідчить про інтенсивність білкового обміну. Воно збільшується при вживанні їжі, багатої білками. При інтенсивній м’язовій діяльності утворення аміаку посилюється, а усування його важке через низький вміст АТФ, який необхідний для синтезу сечовини. Внаслідок цього вміст аміаку в м’язах та крові зростає, знижуючись до норми в період відпочинку.

Основні етапи біосинтезу:

1. Утворення карбамоїлфосфату з аміаку, вуглекислого газу і АТФ;

2. Біосинтез цитруліну з карбамоїлфосфату і орнитину;

3. Біосинтез аргінінбурштинової кислоти шляхом конденсації цитруліну та аспарагінової кислоти;

4. Утворення аргініну шляхом розщеплення аргінінбурштинової кислоти на аргінін і фумарову кислоту, яка вступає в цикл трикарбонових кислот, перетворюється в щавлевооцтову кислоту, а потім знову в аспарагінову кислоту (шляхом переамінування із глютаміновою кислотою). Таким чином, азот аміногрупи аспарагінової кислоти в остаточному підсумку є амінним азотом амінокислот, який вступає в переамінування з α-кетоглутаровою кислотою з утворенням відповідної α-кетокислоти і глютамінової кислоти;

5. Утворення сечовини шляхом розщеплення аргініну на орнітин і сечовину. Орнітин знову вступає в цикл реакцій, а сечовина виводиться через нирки. На частку сечовини доводиться близько 90% усього азоту сечі.

Д жерела атомів вуглецю і азоту в сечовині:

Крім сечовини із сечею виділяються й інші продукти азотистого обміну – сечова кислота, креатинин, амонійні солі та ін. Сечова кислота є кінцевим продуктом обміну пуринових основ. Вона погано за відміною від сечовини розчинна у воді. При надмірному споживанні м’ясних продуктів та порушеннях пуринового обміну (захворювання подагра) сечова кислота утворюється в організмі в підвищених кількостях та може випадати в осад у сечовивідних шляхах та відкладатися у суглобах.

У птахів і наземних рептилій замість сечовини синтезується сечова кислота. У багатьох мешканців водного середовища, наприклад у костистих риб, аміак дифундує в навколишню воду. Амфібії займають проміжне положення: пуголовок видаляє амінний азот у вигляді аміаку, а доросла тварина – у вигляді сечовини.

Практична частина:

Мета роботи: Вивчити гідроліз білків ферментами ШКТ.

Контрольні питання.

1. Ферментативний гідроліз білків у шлунково-кишковому тракті.

2. Загальні шляхи розпаду амінокислот в організмі (переамінування, дезамінування, відновне амінування, декарбоксилювання амінокислот і утворення біологічно активних амінів).

3. Шляхи знешкодження аміаку в організмі.

4. Біосинтез сечовини.

5. Виведення амінного азоту з організму.

6. Обмін нуклео- та хромопротеїдів.

7. Принципи визначення концентрації сечовини.

8. Практичне застосування даного методу.

Практичне значення роботи: Дослідження проводиться для визначення активності ферментів лікарських засобів, отриманих із підшлункової залози і з слизистої кишечника (трипсин, хімотрипсин, панкреатин, фестал і ін.)

Матеріали і реактиви. 0,4 % розчин карбонату натрію, дистильована вода, 0,1 моль/л розчин соляної кислоти, 0,1 % розчин трипсину, біуретовий реактив (див. заняття № 2); пробірки, термостат.

Хід роботи: Беруть три пробірки і наливають в одну з них 2 мл 0,4 % розчину карбонату натрію, у другу - воду й у третю - розчин соляної кислоти (0,1 моль/л). У першу і третю пробірки додають по 1 мл 0,1 % розчину трипсину (або панкреатину) і в другу - 1 мл попередньо прокип'яченого розчину трипсину (або панкреатину). Перемішують проби струшуванням.

У кожну пробірку поміщають по однаковому шматочку звареного курячого яйця і ставлять їх у термостат при 38⁰С на 10 хвилин, слідкуючи за розчиненням білка. Відзначають зміни, що відбуваються з денатурованим білком у ході інкубації. Потім вміст пробірок зливають в інші пробірки і проробляють біуретову реакцію.

Зробити висновки.

Заняття № 14.

Тема: ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ сечовини В КРОВІ ЛЮДИНИ