Pintar Pelajaran Pengertian, Tahapan Dan Proses Siklus Urea Pada Insan Dan Hewan

Pengertian, Tahapan dan Proses Siklus Urea pada Manusia dan Hewan - Setiap ketika makhluk hidup baik insan maupun binatang mengekskresikan nitrogen dengan pembagian 95% dibuang oleh ginjal dan sisanya sebesar 5% dibuang oleh feses. Jalan utama ekskresei nitrogen ialah sebagi urea yang disintesis dalam hati, dilepas dalam darah dan ditarik oleh ginjal. Terdapat lima tahap reaksi dalam siklus urea. Reaksi pertama ialah 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 penggagas untuk sintesis 2 ikatan kovalen-ikatan amida dan ikatan adonan asam karboksilat-asam fosfat anhidrida dari karbamoil fosfat. Di samping Mg²⁺  suatu asam dikarboksilat, lebih disukai N-asetilglutamat, dibutuhkan. Peranan sempurna Nasetilglutamat tidak diketahui dengan pasti. 

Gambar 1. Siklus urea. (www.elmhurst.edu)

Kehadirannya mengakibatkan banyak perubahan konformasional (penyesuaian bentuk) dalam struktur karbamoil fosfat sintase yang membuka (expose) gugus sulfidril tertentu, menyembunyikan gugus lainnya, dan menghipnotis afinitas enzim untuk ATP.

Reaksi kedua ialah 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 berpengaruh ke sintesis sitrulin.

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

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

Reaksi kelima ialah 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 berpengaruh yang bersaing dengan arginin.

Gambar 2. Enzim yang berperan pada siklus urea. (www.ncbi.nlm.nih.gov)

Tahapan secara lengkap siklus urea sanggup 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

Gambar 3. Siklus urea berlangsung di mitokondria dan sitosol. (guweb2.gonzaga.edu)

Reaksi secara keseluruhan dari siklus urea ialah :

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 sanggup disederhanakan menjadi :

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

Anda kini 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.