Back to chapter

23.3:

ЦБМ

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Urea Cycle

Languages

Share

Π¦ΠΈΠΊΠ» ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ являСтся основным способом, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌ ΠΌΠ»Π΅ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ выводят Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊ, азотистыС ΠΎΡ‚Ρ…ΠΎΠ΄Ρ‹ ΠΊΠ°Ρ‚Π°Π±ΠΎΠ»ΠΈΠ·ΠΌΠ° Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ², ΠΈΠ· Ρ‚Π΅Π»Π° ΠΏΡƒΡ‚Ρ‘ΠΌ прСобразования Π² ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρƒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ выполняСтся ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π² ΠΏΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈ. Начиная с ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΉ, Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊ сначала замСняСтся Π½Π° соСдинСниС карбамоилфосфат ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ Π±ΠΈΠΊΠ°Ρ€Π±ΠΎΠ½Π°Ρ‚, ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅ АВЀ, ΠΈ Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ ΠΊΠ°Ρ€Π±Π°ΠΌΠΎΠΈΠ»-фосфат-синтСтазу. Π”Π°Π»Π΅Π΅, Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ орнитинтранскарбамилаза сочСтаСт карбамоилфосфат ΠΈ аминокислоту ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½ Π² Ρ†ΠΈΡ‚Ρ€ΡƒΠ»Π»ΠΈΠ½, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ пСрСдаётся Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠ·ΠΎΠ»ΠΈ.На этом Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒΠ΅ΠΌ этапС Ρ†ΠΈΡ‚Ρ€ΡƒΠ»Π»ΠΈΠ½ комбинируСтся с аспартататом, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΡ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ аргиносуккцинат. Π­Ρ‚Π° рСакция являСтся Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠΉ, рСгулируСтся аргиносуккцинат-синтСтазой ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ большого количСства энСргии прСобразовывая ATΠ€ Π² АМЀ. ПослС этого происходит расщСплСниС аргиноксуккцината Π½Π° Π°Ρ€Π³ΠΈΠ½ΠΈΠ½ ΠΈ Ρ„ΡƒΠΌΠ°Ρ€Π°Ρ‚ Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠΌ аргиносуксукцинат Π»ΠΈΠ°Π·ΠΎΠΉ.На послСднСм этапС Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π°Ρ€Π³ΠΈΠ½Π°Π·Π° 1 расщСпляСт Π°Ρ€Π³ΠΈΠ½ΠΈΠ½ Π½Π° ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρƒ ΠΈ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½. Π’ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΌ счётС, ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Π° выводится ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. ΠžΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½ возвращаСтся ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ Π² ΠΌΠΈΡ‚ΠΎΡ…ΠΎΠ½Π΄Ρ€ΠΈΠΈ для ΠΏΠΎΠ²Ρ‚ΠΎΡ€Π½ΠΎΠ³ΠΎ участия Π² Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π΅ ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹.

23.3:

ЦБМ

<

Π¦ΠΈΠΊΠ» ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ описываСт, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΏΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊ Π² ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρƒ. Аммиак – токсичный ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ‚ ΠΊΠ°Ρ‚Π°Π±ΠΎΠ»ΠΈΠ·ΠΌΠ° Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ². НазСмныС ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊ Π² ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ Ρ‚ΠΎΠΊΡΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρƒ, которая ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ бСзопасно Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ с ΠΌΠΎΡ‡ΠΎΠΉ. ΠœΠΎΡ€ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΆΠΈΠ²ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΌΡƒΡŽ, Π° ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π°Ρ Π²ΠΎΠ΄Π° разбавляСт Π΅Π³ΠΎ Π΄ΠΎ бСзопасного уровня.

Π’ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π΅ ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡΡ‚ΡŒ основных этапов:

  1. ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊΠ° (NH 3 ) Π² карбамоилфосфат
  2. Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½Π° Π² ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ карбамоилфосфата Π² Ρ†ΠΈΡ‚Ρ€ΡƒΠ»Π»ΠΈΠ½.
  3. ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ†ΠΈΡ‚Ρ€ΡƒΠ»Π»ΠΈΠ½Π° Π² аргиносукцинат с участиСм аспартата ΠΈ химичСской энСргии (АВЀ)
  4. ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ аргиносукцината Π² Π°Ρ€Π³ΠΈΠ½ΠΈΠ½ с Ρ„ΡƒΠΌΠ°Ρ€Π°Ρ‚ΠΎΠΌ Π² качСствС ΠΏΠΎΠ±ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΡƒΠΊΡ‚Π°.
  5. ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½Π° ΠΈΠ· Π°Ρ€Π³ΠΈΠ½ΠΈΠ½Π°

ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π½Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ этапС ΠΈ рСгСнСрируСтся Π½Π° послСднСм этапС. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½ пСрСрабатываСтся, Ρ†ΠΈΠΊΠ» ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈΠ½ΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΎΠΌ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½Π°.

ΠŸΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊΠ° Π² ΠΊΡ€ΠΎΠ²ΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ гипСраммониСмия Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ прСрывания Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π° ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΡ‚ΠΈ Π½Π° ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π½Π΅ ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π°, Π³Π΄Π΅ рубцовая Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΡŒ Π±Π»ΠΎΠΊΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ кровоснабТСниС ΠΏΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈ. Рубцовая Ρ‚ΠΊΠ°Π½ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ Ρ†ΠΈΡ€Ρ€ΠΎΠ· ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ хроничСского злоупотрСблСния Π°Π»ΠΊΠΎΠ³ΠΎΠ»Π΅ΠΌ, Π³Π΅ΠΏΠ°Ρ‚ΠΈΡ‚Π° B ΠΈΠ»ΠΈ Π³Π΅ΠΏΠ°Ρ‚ΠΈΡ‚Π° C.

Π’ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… ΠΏΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈ Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ†ΠΈΠΊΠ»Π° ΠΌΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ½Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° любом ΠΈΠ· Π΅Π³ΠΎ пяти этапов. Π”Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚ ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½-транскарбамилазы (ΠžΠ’ΠšΠ”) – это наслСдствСнноС Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½Π° вСщСств, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΌΡƒ ΠΈΠ»ΠΈ частичному Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚Ρƒ Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² Π½Π° этапС 2, влияя Π½Π° Π²Ρ‹Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΡƒ Ρ†ΠΈΡ‚Ρ€ΡƒΠ»Π»ΠΈΠ½Π° ΠΈΠ· ΠΎΡ€Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ½Π° ΠΈ карбамоилфосфата.

ГипСраммониСмия Ρƒ взрослых, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π°Ρ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ Ρ†ΠΈΡ€Ρ€ΠΎΠ·Π° ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ·Π΄Π½ΠΈΡ… мСтаболичСских Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΉ, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ привСсти ΠΊ Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚Ρƒ внимания ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌ ΠΊΠΎΠ³Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹ΠΌ Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡΠΌ. Они Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅Ρ€ΠΆΠ΅Π½Ρ‹ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокому риску смСрти ΠΎΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ нСдостаточности. Π£ Π½ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… с Ρ€Π°Π½Π½ΠΈΠΌ Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΠΌ нСдостаточности Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΆΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ Π·Π°Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠΈ развития. Если Π½Π΅ ΠΏΠΎΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π΄ΠΈΠ°Π³Π½ΠΎΠ· ΠΈ Π½Π΅ Π»Π΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ, этим ΠΌΠ»Π°Π΄Π΅Π½Ρ†Π°ΠΌ Π³Ρ€ΠΎΠ·ΠΈΡ‚ ΠΊΠΎΠΌΠ° ΠΈ ΡΠΌΠ΅Ρ€Ρ‚ΡŒ. Как ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π°ΠΌΠΌΠΈΠ°ΠΊΠ° ΠΏΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΆΠ΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΌΠΎΠ·Π³, вызывая Π·Π°Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΡƒ ΠΊΠΎΠ³Π½ΠΈΡ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹Ρ… Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΉ ΠΈ развития, Π΅Ρ‰Π΅ Π½Π΅ совсСм понятно; ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Π² качСствС Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠΎΠ² Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½Ρ‹ Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Π² уровнях аминокислот ΠΈ Π½Π΅ΠΉΡ€ΠΎΠΌΠ΅Π΄ΠΈΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ², Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Ρ… ΠΊΠ°Π½Π°Π»ΠΎΠ² ΠΈ Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚ энСргии Π² ΠΌΠΎΠ·Π³Π΅.

Suggested Reading

Batshaw, Mark L., Mendel Tuchman, Marshall Summar, and Jennifer Seminara. “A Longitudinal Study of Urea Cycle Disorders.” Molecular Genetics and Metabolism 113, no. 0 (2014): 127–30. [Source]