Pengertian, Tahapan dan Proses Siklus Urea pada Manusia dan Hewan


Pengertian, Tahapan dan Proses Siklus Urea pada Manusia dan Hewan - Setiap saat makhluk hidup baik manusia maupun binatang mengekskresikan nitrogen dengan pembagian 95% dibuang oleh ginjal dan sisanya sebesar 5% dibuang oleh feses. Jalan utama ekskresei nitrogen adalah sebagi urea yang disintesis dalam hati, dilepas dalam darah dan ditarik oleh ginjal. Terdapat lima tahap reaksi dalam siklus urea. Reaksi pertama adalah sintesis karbomoil fosfat. Kondensasi 1 mol masing-masing ion amonium, karbon dioksida, dan fosfat (yang berasal dari ATP) untuk membentuk karbamoil fosfat dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintase, enzim yang terdapat dalam mitokondria hati organisme ureotelik. Dua mol ATP yang dihidrolisis selama reaksi ini menyediakan tenaga penggerak untuk sintesis 2 ikatan kovalen-ikatan amida dan ikatan campuran asam karboksilat-asam fosfat anhidrida dari karbamoil fosfat. Di samping Mg2+  suatu asam dikarboksilat, lebih disukai N-asetilglutamat, dibutuhkan. Peranan tepat Nasetilglutamat tidak diketahui dengan pasti. 
Siklus urea
Gambar 1. Siklus urea. (www.elmhurst.edu)
Kehadirannya menyebabkan banyak perubahan konformasional (penyesuaian bentuk) dalam struktur karbamoil fosfat sintase yang membuka (expose) gugus sulfidril tertentu, menyembunyikan gugus lainnya, dan mempengaruhi afinitas enzim untuk ATP.

Reaksi kedua adalah sintesis sitrulin. Pemindahan gugus karbamoil dari karbamoil fosfat ke ornitin, membentuk sitrulin + Pi, dikatalisis oleh L-ornitin transkarbamoilase mitokondria hati. Reaksi sangat spesifik untuk ornitin dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis sitrulin.

Reaksi ketiga adalah sintesis argininosuksinat. Dalam reaksi argininosuksinat sintase, aspartat dan sitrulin diikat bersamaan melalui gugus amino aspartat. Reaksi membutuhkan ATP, dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis arginosuksinat.

Reaksi keempat adalah pembelahan argininosuksinat menjadi arginin dan fumarat. Pembelahan reversibel arininosuksinat menjadi arginin + fumarat dikatalisis oleh argininosuksinase, suatu enzim hati dan jaringan ginjal. Reaksi berlangsung melalui mekanisme pembuangan trans. Fumarat yang dibentuk dapat dikonversi menjadi oksaloasetat melalui reaksi fumarase dan melat dehidrogenase dan selanjutnya ditransaminasi untuk membentuk kembali (regenerasi) aspartat.

Reaksi kelima adalah pembelahan arginin menjadi ornitin dan urea. Reaksi ini menyempurnakan siklus urea dan membentuk kembali (regenerasi ornitin), substrat untuk reaksi 2. Pembelahan hidrolitik gugus guanidino dari arginin dikatalisis oleh arginase, yang terdapat dalam hati semua organisme ureotelik. Dalam jumlah yang lebih kecil, arginase juga terdapat dalam jaringan ginjal, otak, kelenjar mamae, jaringan testikuler dan kulit. Arginase hati mamalia diaktifkan oleh Co2+ atau Mn2+  Ornitin dan lisin merupakan penghambat kuat yang bersaing dengan arginin.
Siklus Urea
Gambar 2. Enzim yang berperan pada siklus urea. (www.ncbi.nlm.nih.gov)
Tahapan secara lengkap siklus urea dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Tahapan reaksi kimia pada siklus urea

Reaksi kimia pada siklus urea
Step
Reaktan
Produk
Enzim
Lokasi
1
NH4+ + HCO3 + 2ATP
carbamoyl phosphate + 2ADP + Pi
CPS1
mitochondria
2
carbamoyl phosphate + ornithine
citrulline + Pi
OTC
mitochondria
3
citrulline + aspartate + ATP
argininosuccinate + AMP + PPi
ASS
cytosol
4
argininosuccinate
Arg + fumarate
ASL
cytosol
5
Arg + H2O
ornithine + urea
ARG1
cytosol

Keterangan :

Pi : Ortofosfat atau fosfat anorganik
CPS-1 : enzim carbamoyl phosphate synthetase I
OTC : enzim Ornithine transcarbamoylase
ASS : enzim argininosuccinate synthetase
ASL : enzim argininosuccinate lyase
ARG1 : enzim arginase 1

Siklus urea
Gambar 3. Siklus urea berlangsung di mitokondria dan sitosol. (guweb2.gonzaga.edu)
Reaksi secara keseluruhan dari siklus urea adalah :

NH3 + CO2 + aspartat + 3 ATP + 2 H2O → urea + fumarat + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi (pirofosfat)

Karena fumarat diperoleh dari menghilangkan NH3 pada aspartat (step 3 dan 4 pada tabel) dan PP i + H2O → 2 Pi, maka persamaan reaksi kimianya dapat disederhanakan menjadi :

2 NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O → urea + 2 ADP + 4 Pi + AMP

Anda sekarang sudah mengetahui Siklus Urea. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

DAFTAR PUSTAKA PENGANTAR ILMU NUTRISI TERNAK

Artikel ini merupakan materi yang ditulis oleh Prof. Dr. Ir. Wahyu Widodo, Ms. (Fakultas Peternakan-perikanan Universitas Muhammadiyah Malang (UMM) dari Buku Ajar Berjudul "PENGANTAR ILMU NUTRISI TERNAK" tahun 2006. 



Pengunjung dapat menyalin materi di blog ini menggunakan Browser Google Chrome. Google Chrome
Bacalah terlebih dahulu Panduan Pengunjung jika anda ingin menggunakan materi dari blog ini.
DMCA.com
Judul : Pengertian, Tahapan dan Proses Siklus Urea pada Manusia dan Hewan

Rating : 9 out of 10 based on 666 ratings. 9 user reviews.

Reviewer : Puri Maulana

Masukkan Kata Kunci




Artikel Terkait :

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.