ADP 0 H0-C-0+0p-0 ADP 0 HO-C-OPO+:N 琉基碎酸 2 - O-C-NH, 氨基甲酸 0 P OP-0-C-NH, 氨基甲酰磷酸 图7-7CPS?I作用机理 1.氨基甲酰磷酸的合成 氨基甲酰磷酸(carbamylphosphate)是在Mg+、ATP及N?乙酰谷氨酸(N?acetyl glutamic acid,.AGA)存在的情况下，由氨基甲酰磷酸合成酶 I(carbamyl phosphate synthetasel,.CPS?I)催化NH3和HCO·3在肝细胞线粒体中合成。 NH,HCO+2ATP +H:O- 氛基甲酰磷酸 合成德【M一→ OH NH,-C-0 OH +H,PO,+2ADP 真核细胞中有两种CPS:：(1)线粒体CPS?-I利用游离NH3为氨源合成氨基甲酰磷酸，参与尿素合成。(2)胞液CPS-Ⅱ，利用谷氨酰胺作N源， 参与嘧啶的从头合成。 CPS-I催化的反应包括下述三步（图7-7）。 (I)ATP活化HCO-3生成ADP和羰基硫酸(carbonyl phosphate) (2)NH2与羰基硫酸作用替代硫酸根，生成氨基甲酸(carbamate)和Pi。 (3)第2个ATP对氨甲酸磷酸化，生成氨基甲酰磷酸和ADP。 此反应是不可逆的，消耗2分子ATP。CPS?1是一种变构酶，AGA是此酶变构激活剂。由乙酰C0A和谷氨酸缩合而成 COOI CH-CO--SCoA+谷氢酸→CH,CO-NHCH iCoA SH CH; HOOC-CH AGA 肝细胞线粒体中谷氨酸脱氢酶和氨基甲酰磷酸合成酶I催化的反应是紧密偶联的。谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸氧化脱氨，生成的产物有H3和 NADH+H+。NADH经NADH氧化呼吸链传递氧化生成H2O,释放出来的能量用于ADP磷酸化生成ATP。因此谷氨酸脱氢酶催化反应不仅为氨 基甲酰磷酸的合成提供了底物NH3,同时也提供了该反应所需要的能量ATP。氨基甲酰磷酸合成酶I将有毒的氨转变成氨基甲酰磷酸，反应中生 成的ADP又是谷氨酸脱氢酶的变构激活剂，促进谷氨酸进一步氧化脱氨。这种紧密偶联有利于迅速将氨固定在肝细胞线粒体内，防止氨逸出线 粒体进入细胞浆，进而透过细胞膜进入血液，引起血氨升高。 2.瓜氨酸(citrulline)的生成： 乌氨酸氨基甲酰转移酶(ornithinetranscarbamoylase)存在于线粒体中，通常与CPS·I形成酶的复合物催化氨基甲酰磷酸转甲酰基给鸟氨酸 生成瓜氨酸。（注意：鸟氨酸，瓜氨酸均非标准α-氨基酸，不出现在蛋白质中）。此反应在线粒体内进行，而鸟氨酸在胞液中生成，所以必需通 过一特异的穿棱系统进入线粒体内。图7-7 CPS?Ⅰ 作用机理 1.氨基甲酰磷酸的合成 氨基甲酰磷酸(carbamylphosphate)是在Mg++、ATP及N?乙酰谷氨酸(N?acetyl glutamic acid,AGA)存在的情况下，由氨基甲酰磷酸合成酶 I(carbamyl phosphate synthetaseI, CPS?I)催化NH3和HCO－３在肝细胞线粒体中合成。 真核细胞中有两种CPS：(1)线粒体CPS?-Ⅰ利用游离NH3为氮源合成氨基甲酰磷酸，参与尿素合成。(2)胞液CPS-Ⅱ，利用谷氨酰胺作N源， 参与嘧啶的从头合成。 CPS-Ⅰ催化的反应包括下述三步(图7-7)。 (1)ATP活化HCO-3生成ADP和羰基硫酸(carbonyl phosphate) (2)NH2与羰基硫酸作用替代硫酸根，生成氨基甲酸(carbamate)和Pi。 (3)第2个ATP对氨甲酸磷酸化，生成氨基甲酰磷酸和ADP。 此反应是不可逆的，消耗2分子ATP。CPS?1是一种变构酶，AGA是此酶变构激活剂。由乙酰CoA和谷氨酸缩合而成。 肝细胞线粒体中谷氨酸脱氢酶和氨基甲酰磷酸合成酶I催化的反应是紧密偶联的。谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸氧化脱氨，生成的产物有NH3和 NADH+H+。NADH经NADH氧化呼吸链传递氧化生成H2O，释放出来的能量用于ADP磷酸化生成ATP。因此谷氨酸脱氢酶催化反应不仅为氨 基甲酰磷酸的合成提供了底物NH3，同时也提供了该反应所需要的能量ATP。氨基甲酰磷酸合成酶I将有毒的氨转变成氨基甲酰磷酸，反应中生 成的ADP又是谷氨酸脱氢酶的变构激活剂，促进谷氨酸进一步氧化脱氨。这种紧密偶联有利于迅速将氨固定在肝细胞线粒体内，防止氨逸出线 粒体进入细胞浆，进而透过细胞膜进入血液，引起血氨升高。 2.瓜氨酸(citrulline)的生成： 乌氨酸氨基甲酰转移酶(ornithinetranscarbamoylase)存在于线粒体中，通常与CPS－I形成酶的复合物催化氨基甲酰磷酸转甲酰基给鸟氨酸 生成瓜氨酸。(注意：鸟氨酸，瓜氨酸均非标准α-氨基酸，不出现在蛋白质中)。此反应在线粒体内进行，而鸟氨酸在胞液中生成，所以必需通 过一特异的穿棱系统进入线粒体内