Аммиак токсичен для центральной нервной системы, поэтому в организме существуют процессы, в которых происходит связывание (дезактивация) аммиака.
Основным путем связывания аммиака в мозге является образование глутамина:
Глутамин может использоваться не только для синтеза белка, но и для других метаболических процессов, следовательно его можно рассматривать как хранилище аммиака. Подобным образом происходит образование аспарагина, катализируемое соответствующей синтетазой.
Другим путем связывания аммиака может служить восстановительное аминирование α-кетоглутаровой кислоты, в результате которого образуется глутаминовая кислота; этот процесс был рассмотрен выше.
Основным путем связывания аммиака является орнитиновый цикл, называемый также циклом мочевины.
Орнитиновый цикл. Первой реакцией орнитинового цикла является процесс образования карбамоилфосфата из аммиака и оксида углерода (IV) при участии АТФ. Катализирует этот процесс карбамоилфосфатсинтетаза. Интересно отметить, что в данном процессе принимает участие две молекулы АТФ, одна из которых является донором остатка фосфорной кислоты, а другая выполняет энергетическую функцию:
Карбамоилфосфат - макроэргическое соединение, поэтому следующая стадия процесса - перенос карбамоила на аминогруппу
131
бокового радикала аминокислоты орнитина - происходит довольно быстро. Равновесие этой реакции сдвинуто в сторону синтеза цитруллина. Последующая цепь реакций приводит к конечному продукту обмена азота - мочевине:
Хотя аргинин есть во всех клетках организма человека, образование мочевины происходит исключительно в клетках печени - единственном органе, где локализован фермент аргиназа. Мочевина выделяется из клеток печени в кровь и выводится из организма с мочой.
Новообразование аминокислот. Некоторые аминокислоты синтезируются путем переаминирования: пировиноградная кислота
132
является источником аланина, α-кетоглутаровая - глутаминовой, а щавелевоуксусная - аспарагиновой кислот. Глутамин и аспараган образуются путем прямого аминирования из соответствующих аминокислот. Синтез других заменимых аминокислот осуществляется в ходе более сложных реакций.
Аминокислоты служат исходным материалом для таких важных биологических соединений, как гем гемоглобина, креатинфосфат, некоторые коферменты и, конечно же, белки.
133
