วัฏจักรยูเรีย (อังกฤษ: urea cycle) หรือวัฏจักรออร์นีไธน์ (อังกฤษ: ornithine cycle) เป็นวัฏจักรที่ประกอบด้วยปฏิกิริยาชีวเคมีที่ผลิตยูเรีย (NH2)2CO จากแอมโมเนีย (NH3) วัฏจักรนี้พบในชิ่งมีชีวิต (ureotelic; สิ่งมีชีวิตที่ขับถ่ายไนโตรเจนในรูปของยูเรีย) โดยวัฏจักรยูเรียจะเปลี่ยนแอมโมเนียซึ่งมีความเป็นพิษสูงไปเป็นยูเรียเพื่อนำไปขับถ่าย วัฏจักรนี้เป็นวัฏจักรเมตาบอลิกแรกที่ถูกค้นพบ (โดย และ ในปี 1932) ห้าปีก่อนหน้าการค้นพบวัฏจักรกรดซิตริก ต่อมาวัฏจักรยูเรียได้มีการอธิบายลงรายละเอียดเพิ่มเติมในภายหลังโดยแรทเนอร์ (Ratner) และคอเฮ็น (Cohen) วัฏจักรยูเรียเกิดขึ้นหลัก ๆ ในตับ และบ้างในไต
หน้าที่
ให้ขอเสียเป็นแอมโมเนีย สัตว์ทุกชนิดจำเป็นต้องหาวิธีในการขับถ่ายสิ่งนี้ออก สัตว์น้ำส่วนใหญ่หรือสิ่งมีชีวิตแอมโมโนเทลิก (ammonotelic) ขับถ่ายแอมโมเนียออกโดยตรงโดยไม่ต้องเปลี่ยนเป็นสารอื่นก่อน สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถกำจัดไนโตรเจนในรูปแอมโมเนียได้อย่างง่ายดายและปลอดภัยจะแปลงแอมโมเนียเป็นสารที่เป็นพิษต่ำกว่า เช่น ยูเรีย หรือ กรดยูริก ผ่านวัฏจักรยูเรีย ที่เกิดขึ้นหลัก ๆ ภายในตับ ยูเรียที่ผลิตโดยตับนั้นจะถูกปล่อยเข้ามาในกระแสเลือดและส่งต่อไปยังไตและในที่สุดจะถูกขับถ่ายออกในปัสสาวะ วัฏจักรยูเรียจึงจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ เพราะหากไนโตรเจนหรือแอมโมเนียไม่ถูกกำจัดออกอาจเป็นภัยร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ในสปีชีส์เช่นนกและแมลงส่วนใหญ่นั้นแอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นกรดยูริกหรือตู่เบสของกรดยูริก (เกลือยูเรต; urate salt) ที่ซึ่งจะขับถ่ายออกในรูปของแข็ง
ปฏิกิริยา
กระบวนการทั้งหมดเป็นการแปลงหมู่อะมิโนสองหมู่ จาก NH+
4 และจาก แอสปาร์เตต กับอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมจาก HCO−
3 ให้กลายเป็นผลผลิตสำหรับขับถ่ายที่ไม่มีความพิษสูง ยูเรีย โดยใช้พลังงานจากพันธะฟอสเฟตพลังงานสูง (ATP 3 โมเลกุล ซึ่งจะถูกไฮโดรไลส์เป็น ADP 2 โมเลกุล และ AMP 1 โมเลกุล) การแปลงจากแอมโมเนียเป็นยูเรียนี้เกิดขึ้นผ่านห้าขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการนำแอมโมเนียเข้าในวัฏจักร ส่วนอีกสี่ั้นนั้นคือวัฏจักรยูเรียสี่ขั้นตอน ในการเข้าสู่วัฏจักร แอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นคาร์บอมิลฟอสเฟต (carbamoyl phosphate) วัฏจักรยูเรียนั้นประกอบด้วยปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์เร่งสี่ปฏิกิริยา ซึ่งเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียหนึ่งขั้นและอีกสามขั้นเกิดในไซโทซอลของเซลล์
ขั้นที่ | สารตั้งต้น | ผลิตภัณฑ์ | ตัวเร่งและเอนไซม์ | สถานที่ |
---|---|---|---|---|
1 | NH3 + HCO− 3 + 2ATP | + 2 + (Pi) | ไมโทคอนเดรีย | |
2 | + | citrulline + Pi | , สังกะสี, ดีบุกทางชีวภาพ (biotin) | ไมโทคอนเดรีย |
3 | citrulline + aspartate + ATP | + + | ไซโทซอล | |
4 | arginine + | ไซโทซอล | ||
5 | arginine + H2O | + urea | , manganese | ไซโทซอล |
- ปฏิกิริยาในวัฏจักรยูเรีย
1 L-
2
3 L-citrulline
4
5
6 L-arginine
7 urea
L-Asp L-
CPS-1
OTC
ASS
ASL
ARG1
ความเกี่ยวโยงกับวัฏจักรกรดซิตริก
วัฏจักรยูเรียและวัฏจักรกรดซิตริกนั้นเป็นอิสระต่อกันแต่มีความเกี่ยวโยงกัน หนึ่งในไนโตรเจนในวัฏจักรยูเรียนั้นได้รับมาจากกระบวนการทรานสะมีเนชัน (transamination) ของออกซาโลอะซีเตต (oxaloacetate) ไปเป็นแอสปาร์เตต (aspartate) ส่วนฟูมาเรต (fumarate) ที่ผลิตในขั้นที่สามของวัฏจักรยูเรียนั้นยังคงเป็นสารมัธยันตร์ (intermediate) ในวัฏจักรกรดซิตริกและกลับคืนไปยังวัฏจักรนั้น
ความผิดปกติที่เกี่ยวข้อง
ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้ |
รายชื่อโรคเดี่ยว
- (ภาวะบกพร่องเอนไซม์ argininosuccinic acid synthase)
- (ภาวะบกพร่องเอนไซม์ argininosuccinic acid lyase)
- (ภาวะบกพร่องเอนไซม์ arginase)
- (ภาวะบกพร่องตัวขนส่ง ornithine ในไมโทคอนเดรีย)
ภาพเพิ่มเติม
- วัฏจักรยูเรีย
- วัฏจักรยูเรีย (ลงสี)
อ้างอิง
- Cox, Michael (2013-01-01). Lehninger Principles of Biochemistry. Freeman. ISBN . OCLC 901647690.
- อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ
<ref>
ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ:122
- Shambaugh, G. E. (1977-12-01). "Urea biosynthesis I. The urea cycle and relationships to the citric acid cycle". The American Journal of Clinical Nutrition. 30 (12): 2083–2087. doi:10.1093/ajcn/30.12.2083. ISSN 0002-9165. PMID 337792.
แหล่งข้อมูลอื่น
- ตรรกะทางเคมีเบื้องหลังวัฏจักรยูเรีย (ภาษาอังกฤษ)
- นิวโรเคมีพื้นฐาน - ความผิดปกติเกี่ยวกับกรดอะมิโน (ภาษาอังกฤษ)
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
wtckryueriy xngkvs urea cycle hruxwtckrxxrniithn xngkvs ornithine cycle epnwtckrthiprakxbdwyptikiriyachiwekhmithiphlityueriy NH2 2CO cakaexmomeniy NH3 wtckrniphbinchingmichiwit ureotelic singmichiwitthikhbthayinotrecninrupkhxngyueriy odywtckryueriycaepliynaexmomeniysungmikhwamepnphissungipepnyueriyephuxnaipkhbthay wtckrniepnwtckremtabxlikaerkthithukkhnphb ody aela inpi 1932 hapikxnhnakarkhnphbwtckrkrdsitrik txmawtckryueriyidmikarxthibaylngraylaexiydephimetiminphayhlngodyaerthenxr Ratner aelakhxehn Cohen wtckryueriyekidkhunhlk intb aelabanginithnathiihkhxesiyepnaexmomeniy stwthukchnidcaepntxnghawithiinkarkhbthaysingnixxk stwnaswnihyhruxsingmichiwitaexmomonethlik ammonotelic khbthayaexmomeniyxxkodytrngodyimtxngepliynepnsarxunkxn singmichiwitthiimsamarthkacdinotrecninrupaexmomeniyidxyangngaydayaelaplxdphycaaeplngaexmomeniyepnsarthiepnphistakwa echn yueriy hrux krdyurik phanwtckryueriy thiekidkhunhlk phayintb yueriythiphlitodytbnncathukplxyekhamainkraaeseluxdaelasngtxipyngitaelainthisudcathukkhbthayxxkinpssawa wtckryueriycungcaepntxsingmichiwitklumni ephraahakinotrecnhruxaexmomeniyimthukkacdxxkxacepnphyrayaerngtxsingmichiwitehlani inspichisechnnkaelaaemlngswnihynnaexmomeniycathukaeplngepnkrdyurikhruxtuebskhxngkrdyurik ekluxyuert urate salt thisungcakhbthayxxkinrupkhxngaekhngptikiriyakrabwnkarthnghmdepnkaraeplnghmuxamionsxnghmu cak NH 4 aelacak aexsparett kbxatxmkharbxnhnungxatxmcak HCO 3 ihklayepnphlphlitsahrbkhbthaythiimmikhwamphissung yueriy odyichphlngngancakphnthafxseftphlngngansung ATP 3 omelkul sungcathukihodrilsepn ADP 2 omelkul aela AMP 1 omelkul karaeplngcakaexmomeniyepnyueriyniekidkhunphanhakhntxn khntxnaerkkhuxkarnaaexmomeniyekhainwtckr swnxiksinnnkhuxwtckryueriysikhntxn inkarekhasuwtckr aexmomeniycathukaeplngepnkharbxmilfxseft carbamoyl phosphate wtckryueriynnprakxbdwyptikiriyathimiexnismerngsiptikiriya sungekidkhuninimothkhxnedriyhnungkhnaelaxiksamkhnekidinisothsxlkhxngesll ptikiriyainwtckryueriy khnthi sartngtn phlitphnth twerngaelaexnism sthanthi1 NH3 HCO 3 2ATP 2 Pi imothkhxnedriy2 citrulline Pi sngkasi dibukthangchiwphaph biotin imothkhxnedriy3 citrulline aspartate ATP isothsxl4 arginine isothsxl5 arginine H2O urea manganese isothsxlptikiriyainwtckryueriy dd 1 L 2 3 L citrulline 4 5 6 L arginine 7 urea L Asp L CPS 1 OTC ASS ASL ARG1khwamekiywoyngkbwtckrkrdsitrikwtckryueriyaelawtckrkrdsitriknnepnxisratxknaetmikhwamekiywoyngkn hnungininotrecninwtckryueriynnidrbmacakkrabwnkarthransamienchn transamination khxngxxksaolxasiett oxaloacetate ipepnaexsparett aspartate swnfumaert fumarate thiphlitinkhnthisamkhxngwtckryueriynnyngkhngepnsarmthyntr intermediate inwtckrkrdsitrikaelaklbkhunipyngwtckrnnkhwamphidpktithiekiywkhxngswnnirxephimetimkhxmul khunsamarthchwyephimkhxmulswnniidraychuxorkhediyw phawabkphrxngexnism argininosuccinic acid synthase phawabkphrxngexnism argininosuccinic acid lyase phawabkphrxngexnism arginase phawabkphrxngtwkhnsng ornithine inimothkhxnedriy phaphephimetimwtckryueriy wtckryueriy lngsi xangxingCox Michael 2013 01 01 Lehninger Principles of Biochemistry Freeman ISBN 9781429234146 OCLC 901647690 xangxingphidphlad payrabu lt ref gt imthuktxng immikarkahndkhxkhwamsahrbxangxingchux 122 Shambaugh G E 1977 12 01 Urea biosynthesis I The urea cycle and relationships to the citric acid cycle The American Journal of Clinical Nutrition 30 12 2083 2087 doi 10 1093 ajcn 30 12 2083 ISSN 0002 9165 PMID 337792 aehlngkhxmulxuntrrkathangekhmiebuxnghlngwtckryueriy phasaxngkvs niworekhmiphunthan khwamphidpktiekiywkbkrdxamion phasaxngkvs