的氮 尿素主要在肝脏中合成,其他器官如肾及脑等虽也能合成,但其量甚微,动物实验 发现,若将犬的肝脏切除,则血液及尿中的尿素含量显著降低;急性肝坏死患者的血液 及尿中含尿素亦极低。 尿素在体内的合成全过程称鸟氨酸循环( ornithine cycle),系1932年 Krebs等提 出,他们认为尿素是由1分子CO2和2分子NH3经过此循环而生成的。用核素标记的5NHC1 饲犬,则随尿排出的尿素分子中含有N,若用核素标记的NaCO饲犬,则随尿排出的 尿素分子中含有C,这些实验确证尿素可由N及CO2合成。此外,还证实了鸟氨酸、瓜 氨酸和精氨酸都参与了尿素的合成,并可循环使用,故称鸟氨酸循环(图9-11)。 根据近代的研究证实,鸟氨酸循环的详细过程比较复杂,现分四步分述于下 (1)氨基甲酰磷酸的合成:来自外周组织或肝脏自身代谢所生成的NH3及CO2,首先在肝 细胞内合成氨基甲酰磷酸,此反应由存在于线粒体中的氨基甲酰磷酸合成酶I ( carbamoyl l- phosphate synthetase I)催化,并需ATP提供能量。氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ 是肝线粒体中最丰富的酶之一,占线粒体基质内总蛋白质的20%以上.氨基甲酰磷酸合 成酶Ⅰ是一个别构酶,该酶只有在别构激活剂N乙酰谷氨酸(N_ acetylglutamic acid AGA)存在时才能被激活,AGA与酶结合可诱导酶的构象改变,进而增加合成酶对ATP的 亲和力。氨基甲酰磷酸合酶Ⅰ的活性是由其别构激活剂AGA的稳态浓度所决定。这种稳 态水平又是由乙酰CoA和谷氨酸合成AGA的速率,以及将AGA水解生成乙酸和谷氨酸的 速率所决定。由于AGA是乙酰CoA和谷氨酸在N一乙酰谷氨酸合成酶(N acety lglutamate synthase)的催化下形成的。所以氨基酸分解速度加快可导致谷氨酸浓 度的升高,AGA浓度也随之增加。通过AGA对氨甲酰磷酸合成酶I的激活作用可以使鸟 氨酸循环的氨甲酰磷酸的量增加。 细胞内有两种氨基甲酰磷酸合成酶,即合成酶I和Ⅱ,它们催化反应所生成的产物 都是氨基甲酰磷酸。但两者处于不同的代谢途径中,合成酶I位于肝细胞线粒体中,以 CO2和NH3合成氨基甲酰磷酸,后者参与尿素合成;合成酶Ⅱ位于生长迅速的组织细胞的 胞质中,它以谷氨酰胺作为氮源,也是催化氨基酰磷酸的合成,但这里生成的氨基酰磷 酸与嘧啶合成有关。谷氨酰胺的侧链酰胺是在合成酶II分子中的一个部位内被水解,有 趣的是尽管在合成酶I中也存在着同样的部位,但其却未显示出类似于合成酶II的催化 活性。在合成酶I中,该部位是和该酶的别构激活剂AGA结合。 (2)瓜氨酸的合成:氨基甲酰磷酸在线粒体内经鸟氨酸氨基甲酰转移酶( ornithine carbamoyltransferase,oCT)的催化,将氨基甲酰转移至鸟氨酸而合成瓜氨酸 ( citrulline)。8 的氮。 尿素主要在肝脏中合成，其他器官如肾及脑等虽也能合成，但其量甚微，动物实验 发现，若将犬的肝脏切除，则血液及尿中的尿素含量显著降低；急性肝坏死患者的血液 及尿中含尿素亦极低。 尿素在体内的合成全过程称鸟氨酸循环(ornithine cycle)，系 1932 年 Krebs 等提 出，他们认为尿素是由 1 分子 CO2 和 2 分子 NH3 经过此循环而生成的。用核素标记的15NH4C1 饲犬，则随尿排出的尿素分子中含有 15N，若用核素标记的 NaH14CO3 饲犬，则随尿排出的 尿素分子中含有 14C，这些实验确证尿素可由 NH3 及 C02 合成。此外，还证实了鸟氨酸、瓜 氨酸和精氨酸都参与了尿素的合成，并可循环使用，故称鸟氨酸循环(图 9-11)。 根据近代的研究证实，鸟氨酸循环的详细过程比较复杂，现分四步分述于下： (1) 氨基甲酰磷酸的合成：来自外周组织或肝脏自身代谢所生成的 NH3及 C02，首先在肝 细胞内合成氨基甲酰磷酸，此反应由存在于线粒体中的氨基甲酰磷酸合成酶 I (carbamoyl-phosphate synthetase I)催化，并需 ATP 提供能量。氨甲酰磷酸合成酶 I 是肝线粒体中最丰富的酶之一，占线粒体基质内总蛋白质的 20％以上.氨基甲酰磷酸合 成酶 I 是一个别构酶，该酶只有在别构激活剂 N-乙酰谷氨酸(N—acetylglutamic acid， AGA)存在时才能被激活，AGA 与酶结合可诱导酶的构象改变，进而增加合成酶对 ATP 的 亲和力。氨基甲酰磷酸合酶 I 的活性是由其别构激活剂 AGA 的稳态浓度所决定。这种稳 态水平又是由乙酰 CoA 和谷氨酸合成 AGA 的速率，以及将 AGA 水解生成乙酸和谷氨酸的 速率所 决定 。由 于 AGA 是乙酰 CoA 和 谷氨 酸在 N— 乙酰谷 氨酸 合成 酶(N— acetylglutamate synthase)的催化下形成的。所以氨基酸分解速度加快可导致谷氨酸浓 度的升高，AGA 浓度也随之增加。通过 AGA 对氨甲酰磷酸合成酶 I 的激活作用可以使鸟 氨酸循环的氨甲酰磷酸的量增加。 细胞内有两种氨基甲酰磷酸合成酶，即合成酶 I 和Ⅱ，它们催化反应所生成的产物 都是氨基甲酰磷酸。但两者处于不同的代谢途径中，合成酶 I 位于肝细胞线粒体中，以 C02 和 NH3 合成氨基甲酰磷酸，后者参与尿素合成; 合成酶Ⅱ位于生长迅速的组织细胞的 胞质中，它以谷氨酰胺作为氮源，也是催化氨基酰磷酸的合成，但这里生成的氨基酰磷 酸与嘧啶合成有关。谷氨酰胺的侧链酰胺是在合成酶 II 分子中的一个部位内被水解，有 趣的是尽管在合成酶 I 中也存在着同样的部位，但其却未显示出类似于合成酶 II 的催化 活性。 在合成酶 I 中，该部位是和该酶的别构激活剂 AGA 结合。 (2)瓜氨酸的合成：氨基甲酰磷酸在线粒体内经鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyltransferase，OCT)的催 化， 将氨 基甲 酰转 移至 鸟氨 酸而 合成 瓜氨酸 (citrulline)