Hoofdstuk_VIII.pptx

# Belang van aminozuurmetabolisme en stofwisselingsziekten Dit onderwerp behandelt het essentiële proces van aminozuurmetabolisme, inclusief de indeling in essentiële en niet-essentiële aminozuren, en de relatie met biomedische toepassingen en stofwisselingsziekten. ## 1. Belang van aminozuurmetabolisme Het aminozuurmetabolisme is cruciaal omdat aminozuren niet alleen de bouwstenen zijn van eiwitten, maar ook dienen als precursoren voor diverse belangrijke biomoleculen. Ze spelen een rol in celcommunicatie, de synthese van purines, pyrimidines, lipiden en heemringen. De lever is een centrale hub voor aminozuurmetabolisme, hoewel andere weefsels ook specifieke rollen vervullen. Een onevenwichtigheid in de opname en afbraak van aminozuren kan leiden tot stofwisselingsziekten. ### 1.1 Essentiële versus niet-essentiële aminozuren Amino's worden onderverdeeld op basis van de mogelijkheid van het lichaam om ze zelf te synthetiseren: * **Essentiële aminozuren:** Deze kunnen niet door het lichaam zelf worden aangemaakt en moeten via de voeding worden opgenomen. Voorbeelden zijn fenylalanine, tryptofaan en valine. * **Niet-essentiële aminozuren:** Deze kunnen door het lichaam zelf worden gesynthetiseerd, vaak uit intermediairen van glycolyse of de citroenzuurcyclus. Voorbeelden zijn alanine, aspartaat en glutamaat. Een tekort aan essentiële aminozuren kan problematisch zijn voor de eiwitsynthese en kan leiden tot aandoeningen zoals kwashiorkor, wat wijst op het belang van een evenwichtige voeding. ### 1.2 Aminozuren als bouwstenen en precursoren Amino's vormen de 'aminozuur-pool' van het lichaam, waaruit zowel eiwitten als tal van andere essentiële biomoleculen worden opgebouwd: * **Eiwitten:** De primaire functie van aminozuren is de vorming van polypeptiden, de basis van eiwitten. * **Niet-eiwit verbindingen:** Aminozuren zijn ook precursors voor: * **Heemring:** Een bouwsteen van hemoglobine en cytochromen, gevormd met glycine en succinyl-CoA. * **Purines en pyrimidines:** Essentiële componenten van nucleïnezuren (DNA en RNA). * **Lipiden:** Sommige lipiden worden gesynthetiseerd met aminozuurafgeleiden. * **Hormonen en neurotransmitters:** Zoals schildklierhormonen (thyroxine T3 en T4), catecholamines (adrenaline, noradrenaline), serotonine en histamine. * **Creatine:** Een belangrijke energiebuffer in spieren, gevormd uit arginine en glycine. * **Stikstofoxide (NO):** Afgeleid van arginine, speelt een rol bij vaatverwijding. ### 1.3 Stikstofbalans en ureumcyclus Het lichaam handhaaft een stikstofbalans, waarbij opgenomen stikstof gelijk moet zijn aan uitgescheiden stikstof. Overtollig stikstof, in de vorm van ammoniumionen ($NH_4^+$), is toxisch, met name voor de hersenen. Om dit te voorkomen, wordt ammonium in de lever omgezet tot ureum via de ureumcyclus, waarna het via de nieren wordt uitgescheiden. Een verhoogd ammoniakgehalte in het bloed (hyperammoniëmie) kan leiden tot ernstige neurologische symptomen. > **Tip:** Begrijp de link tussen het aminozuurmetabolisme, de stikstofbalans, de ureumcyclus en de potentiële toxische effecten van ammonium op het centraal zenuwstelsel. ## 2. Biosynthese van aminozuren Niet-essentiële aminozuren worden *de novo* gesynthetiseerd vanuit intermediairen van koolhydraat- en citroenzuurcyclusmetabolisme. ### 2.1 Oorsprong van de $\alpha$-aminogroep De $\alpha$-aminogroep wordt voornamelijk verkregen via: * **Fixatie van ammoniumionen ($NH_4^+$):** Dieren nemen ammoniumionen op uit voeding. In micro-organismen en planten kan moleculaire stikstof ($N_2$) worden gefixeerd. Ammonium wordt vastgezet op $\alpha$-ketoglutaarzuur (een intermediair van de citroenzuurcyclus) door het enzym glutamaat dehydrogenase, wat leidt tot de vorming van glutamaat. * **Transaminering:** Aminogroepen worden overgedragen van reeds bestaande aminozuren (meestal glutamaat) naar $\alpha$-keto zuren. Dit proces wordt gekatalyseerd door transaminasen (aminotransferasen) en vereist pyridoxaal-5'-fosfaat (vitamine B6) als co-enzym. Glutamaat kan zijn aminogroep afstaan aan bijvoorbeeld oxaalacetaat om aspartaat te vormen, of aan pyruvaat om alanine te vormen. ### 2.2 Synthese van specifieke niet-essentiële aminozuren * **Glutamaat als precursor:** Glutamaat is een sleutelprecursor voor de synthese van andere aminozuren, waaronder glutamine (door amidatie met ammonium), proline (door cyclisatie van $\gamma$-glutamaat semialdehyde) en arginine (via de ureumcyclus). * **Serine en glycine:** Serine wordt gesynthetiseerd uit 3-fosfoglyceraat, een intermediair van de glycolyse. Glycine kan worden gevormd door de omzetting van serine, waarbij een koolstofatoom wordt afgesplitst en overgedragen op tetrahydrofolaat. * **Cysteïne:** De synthese van cysteïne omvat de reactie tussen homocysteïne en serine. ### 2.3 Dragers van één-koolstofeenheden: Tetrahydrofolaat (THF) Tetrahydrofolaat (THF), een afgeleide van vitamine B9, is essentieel als drager van één-koolstofeenheden (zoals methyl-, methyleen- en formylgroepen). * **Functie:** THF speelt een cruciale rol in de overdracht van deze groepen bij diverse reacties, waaronder de synthese van nucleotiden (thymidylaat) en de methylering van homocysteïne tot methionine. * **Foliumzuurdeficiëntie:** Een tekort aan foliumzuur kan leiden tot bloedarmoede, atherosclerose en geboorteafwijkingen (zoals spina bifida). ### 2.4 S-adenosylmethionine (SAM) en de geactiveerde methylcyclus S-adenosylmethionine (SAM) is de belangrijkste methylgroepdonor in het lichaam. Het wordt gevormd uit methionine en ATP. De geactiveerde methylcyclus reguleert de methylering van diverse moleculen en recycleert homocysteïne terug naar methionine, vaak met hulp van THF en vitamine B12. ## 3. Stofwisselingsziekten Stofwisselingsziekten die gerelateerd zijn aan aminozuurmetabolisme ontstaan door genetische defecten in enzymen die betrokken zijn bij de synthese of afbraak van aminozuren. ### 3.1 Fenylketonurie (PKU) * **Oorzaak:** Een genetisch defect in het enzym fenylalaninehydroxylase (PAH), dat fenylalanine (Phe) omzet in tyrosine. * **Gevolgen:** Een accumulatie van fenylalanine in het bloed. Tyrosine wordt hierdoor relatief essentieel. * **Symptomen:** Neurologische schade, mentale retardatie, indien onbehandeld. * **Behandeling:** Een dieet met een lage concentratie fenylalanine, waarbij voldoende tyrosine wordt aangeboden. Een populatietest bij pasgeborenen detecteert deze aandoening vroegtijdig. ### 3.2 Erfelijke tyrosinemie Verschillende vormen van erfelijke tyrosinemie zijn gerelateerd aan defecten in de afbraak van tyrosine, leidend tot ophoping van verschillende intermediairen en toxische effecten, met name op de lever en nieren. ### 3.3 Alkaptonurie Een defect in het homogentisaatdioxygenase leidt tot de accumulatie van homogentisaat, wat kan leiden tot bot- en kraakbeenaantasting. ### 3.4 Zuururemieën van vertakte ketenzuren (Maple Syrup Urine Disease) Defecten in het enzymcomplex van branched chain $\alpha$-keto acid dehydrogenase leiden tot accumulatie van valine, leucine en isoleucine, en hun $\alpha$-keto zuren. Dit veroorzaakt acidose en neurologische symptomen. ### 3.5 Homocystinurie Defecten in enzymen betrokken bij de cysteïnebiosynthese (bv. cystathionine $\beta$-synthase) leiden tot verhoogde homocysteïneconcentraties, wat het risico op cardiovasculaire problemen verhoogt. ### 3.6 Erfelijke aandoeningen van de ureumcyclus Defecten in enzymen van de ureumcyclus, zoals carbamoylfosfaatsynthetase I of ornithinetranscarbamoylase, leiden tot hyperammoniëmie en ernstige neurologische schade. ## 4. Katabolisme van aminozuren De afbraak van aminozuren kent twee hoofdroutes: 1. **Omzetting van de $\alpha$-aminogroep tot ammoniumionen ($NH_4^+$):** * **Transaminering:** De overdracht van de $\alpha$-aminogroep naar $\alpha$-ketoglutaarzuur, resulterend in glutamaat en een $\alpha$-ketozuur. Dit proces is omkeerbaar en wordt gekatalyseerd door transaminasen (AST en ALT zijn diagnostisch belangrijk voor leverbeschadiging). * **Desaminering:** Vrijmaken van de aminogroep als ammoniumion. De oxidatieve desaminering van glutamaat door glutamaat dehydrogenase is een belangrijke route. 2. **Afbraak van de koolstofskeletten:** De $\alpha$-keto zuren die overblijven na verwijdering van de aminogroep, worden verder afgebroken tot intermediairen die kunnen worden ingevoegd in de citroenzuurcyclus, omgezet in glucose (glucogene aminozuren), of omgezet in ketonlichamen (ketogene aminozuren). ### 4.1 Glucogene en ketogene aminozuren * **Glucogene aminozuren:** Hun afbraakproducten zijn intermediairen van de citroenzuurcyclus of pyruvaat, en kunnen worden gebruikt voor glucoseproductie via gluconeogenese. * **Ketogene aminozuren:** Hun afbraakproducten zijn acetyl-CoA of acetoacetaat, die kunnen worden omgezet in ketonlichamen. * **Gemengd:** Sommige aminozuren zijn zowel glucogeen als ketogeen. ### 4.2 Belang van vitamine B12 en biotine in aminozuurafbraak * **Vitamine B12 (cobalamine):** Essentieel co-enzym voor reacties zoals de omzetting van methylmalonyl-CoA naar succinyl-CoA (afkomstig van de afbraak van vertakte keten aminozuren zoals valine en isoleucine) en de methylering van homocysteïne tot methionine. * **Biotine:** Een co-enzym dat nodig is voor carboxylatiereacties, zoals de omzetting van propionyl-CoA naar methylmalonyl-CoA. ### 4.3 Afbraak van specifieke aminozuurfamilies * **C-3 familie (bv. alanine, serine, cysteïne):** Eindigen typisch als pyruvaat. * **C-4 familie (bv. aspartaat, asparagine):** Eindigen als oxaalacetaat. * **C-5 familie (bv. glutamaat, glutamine, proline, arginine):** Kunnen eindigen als $\alpha$-ketoglutaraat of andere intermediairen. * **Vertakte keten aminozuren (valine, leucine, isoleucine):** Hun afbraak leidt tot propionyl-CoA en/of acetyl-CoA. * **Aromatische aminozuren (fenylalanine, tyrosine):** Hun afbraak verloopt via complexe routes die leiden tot intermediairen zoals acetoacetaat en fumaraat. ## 5. Aminozuren als precursoren van belangrijke biomoleculen (samenvatting) Amino's zijn fundamenteel voor de biosynthese van diverse biomoleculen: * **Purines en pyrimidines:** Glycine en glutamine leveren atomen voor deze nucleobasen. * **Heemring:** Glycine en succinyl-CoA zijn precursors. * **Hormonen:** Tyrosine is de precursor voor schildklierhormonen (T3, T4) en catecholamines (dopamine, noradrenaline, adrenaline). Tryptofaan is een precursor voor serotonine en melatonine. * **Neurotransmitters:** Naast catecholamines en serotonine, zijn ook glycine en $\gamma$-aminoboterzuur (afgeleid van glutamaat) belangrijke neurotransmitters. * **Creatine:** Arginine en glycine zijn precursors. --- # Biosynthese van aminozuren De biosynthese van aminozuren omvat de oorsprong van de aminogroep en het koolstofskelet, evenals de mechanismen van hun vorming via éénstapsreacties en de rol van specifieke co-enzymen. ### 2.1 De oorsprong van de aminogroep en het koolstofskelet De aminogroep die in aminozuren wordt geïntegreerd, is afkomstig van ammoniumionen ($NH_4^+$). Bij micro-organismen en planten wordt moleculaire stikstof ($N_2$) gefixeerd en gereduceerd tot $NH_4^+$. Dieren verkrijgen ammoniumionen voornamelijk via de voeding. De universele acceptor van $NH_4^+$ in de biosynthese van aminozuren is $\alpha$-ketoglutaraat, een intermediair van de citroenzuurcyclus. Het enzym glutamaat dehydrogenase katalyseert de reductieve aminatie van $\alpha$-ketoglutaraat met $NH_4^+$ en $NADPH$ om glutamaat te vormen. Het koolstofskelet van aminozuren is afkomstig van intermediairen van de glycolyse, de pentosefosfaatroute en de citroenzuurcyclus, evenals van andere aminozuren. Deze intermediairen worden via verschillende reacties, waaronder transaminering, omgezet in de koolstofskeletten van niet-essentiële aminozuren. ### 2.2 Synthese door middel van éénstapsreacties #### 2.2.1 Transaminering Transaminering is een cruciale éénstapsreactie waarbij de aminogroep van een donoraminozuur, meestal glutamaat, wordt overgedragen op een $\alpha$-ketozuur. Het enzym dat deze reactie katalyseert, wordt een transaminase of aminotransferase genoemd. Hierbij wordt het donoraminozuur omgezet in zijn corresponderende $\alpha$-ketozuur, en het oorspronkelijke $\alpha$-ketozuur wordt omgezet in een nieuw aminozuur. Glutamaat speelt hierin een centrale rol, omdat het als buffer voor aminogroepen fungeert. * **Mechanisme:** Transaminering vereist pyridoxalfosfaat (PLP), een co-enzym afgeleid van vitamine B6, dat covalent gebonden is aan een lysine-residu in het enzym. PLP fungeert als een shuttle voor de aminogroep. De reactie verloopt in twee fasen: eerst wordt de aminogroep van het aminozuur overgedragen op PLP, waarbij pyridoxaminefosfaat (de gereduceerde vorm van PLP) ontstaat. Vervolgens wordt de aminogroep van pyridoxaminefosfaat overgedragen op het $\alpha$-ketozuur, waardoor het nieuwe aminozuur en de geoxideerde vorm van PLP worden gevormd. * **Diagnostische betekenis:** Enzymen zoals aspartaat aminotransferase (AST) en alanine aminotransferase (ALT) zijn betrokken bij transaminering. Verhoogde concentraties van deze enzymen in het bloed duiden vaak op leverbeschadiging. #### 2.2.2 Oxidatieve desaminering van glutamaat Glutamaat kan ook direct worden gedesamineerd, waarbij de aminogroep wordt vrijgegeven als ammoniumion. Dit gebeurt door het enzym glutamaat dehydrogenase, dat $NAD(P)H$ gebruikt om glutamaat te oxideren en tegelijkertijd $NH_4^+$ vrij te geven. Het evenwicht van deze reactie ligt normaal gezien naar de vorming van glutamaat, maar kan verschuiven naar desaminering bij een overmaat aan stikstof in het lichaam, wat de weg vrijmaakt voor de uitscheiding van stikstof via de ureumcyclus. #### 2.2.3 Amidatie Amidatie betreft de toevoeging van een tweede aminogroep, meestal aan de zijketen van een aminozuur. Een belangrijk voorbeeld is de synthese van glutamine uit glutamaat, gekatalyseerd door glutamine synthetase, waarbij ATP en een ammoniumion worden gebruikt. Asparagine wordt op vergelijkbare wijze gevormd uit aspartaat met behulp van asparagine synthetase. Deze reacties vereisen energie in de vorm van ATP. #### 2.2.4 Hydroxylering Hydroxylering is de toevoeging van een hydroxylgroep aan een aminozuur. Een prominent voorbeeld is de omzetting van fenylalanine naar tyrosine, gekatalyseerd door fenylalanine hydroxylase. Dit enzym vereist tetrahydrobiopterine (BH4) als co-factor. Bij een genetisch defect in fenylalanine hydroxylase ontstaat fenylketonurie (PKU), waarbij fenylalanine zich ophoopt en tyrosine een essentieel aminozuur wordt. #### 2.2.5 Glutamaat als precursor voor proline en arginine Glutamaat is de precursor voor zowel proline als arginine. * **Proline:** Glutamaat wordt eerst gereduceerd tot glutamaat-semialdehyde. Dit intermediair ondergaat vervolgens spontane cyclisatie en reductie om proline te vormen. * **Arginine:** Glutamaat wordt omgezet in glutamaat-semialdehyde, dat vervolgens via transaminering wordt omgezet in ornithine. Ornithine is een belangrijk intermediair in de ureumcyclus en wordt verder gemodificeerd om arginine te vormen. #### 2.2.6 De synthese van serine (en glycine) Serine wordt gesynthetiseerd vanuit 3-fosfoglyceraat, een intermediair van de glycolyse. Dit proces omvat oxidatie, transaminering en defosforylering. Glycine kan worden gevormd uit serine door het verlies van een koolstofatoom (een hydroxymethylgroep), waarbij tetrahydrofolaat betrokken is. ### 2.3 Dragers van éénkoolstofeenheden Dragers van éénkoolstofeenheden zijn essentiële co-enzymen die eenmalige koolstofgroepen (zoals methyl, methyleen of formylgroepen) kunnen accepteren en doneren voor biosynthetische reacties. De belangrijkste dragers zijn tetrahydrofolaat (THF) en S-adenosylmethionine (SAM). #### 2.3.1 Tetrahydrofolaat (THF) Tetrahydrofolaat, afgeleid van foliumzuur (vitamine B9), is een cruciaal co-enzym dat diverse éénkoolstofgroepen kan transporteren. De actieve delen van THF zijn de stikstofatomen N5 en N10, waaraan de éénkoolstofeenheden gebonden zijn. * **Reductie:** Foliumzuur ondergaat sequentieel reductie om dihydrofolaat en vervolgens tetrahydrofolaat te vormen, met behulp van $NADPH$. * **Functies:** THF is betrokken bij de synthese van serine uit glycine, de methylering van homocysteïne tot methionine (waarbij THF-methylgroepen worden gebruikt), de afbraak van histidine tot glutamaat, en de biosynthese van purines en pyrimidines. * **Foliumzuurdeficiëntie:** Gebrek aan foliumzuur kan leiden tot deficiëntie, met gevolgen zoals bloedarmoede, atherosclerose en geboorteafwijkingen (bv. spina bifida). #### 2.3.2 S-adenosylmethionine (SAM) en de geactiveerde methylcyclus S-adenosylmethionine (SAM) is een geactiveerde vorm van methionine en fungeert als een belangrijke methylgroepdonor in tal van biosynthetische reacties. * **Vorming:** Methionine wordt gekoppeld aan ATP om SAM te vormen. Hierbij komen drie fosfaatgroepen vrij, en de methylgroep van methionine wordt geactiveerd, waardoor deze gemakkelijker overdraagbaar wordt. * **Geactiveerde methylcyclus:** In deze cyclus wordt de methylgroep van SAM overgedragen op een acceptor molecuul, waarbij S-adenosylhomocysteïne ontstaat. S-adenosylhomocysteïne wordt vervolgens afgebroken tot homocysteïne. Homocysteïne kan worden gerecycleerd tot methionine met behulp van THF en vitamine B12. * **Methylgroepacceptoren:** SAM is essentieel voor de methylering van diverse moleculen, waaronder neurotransmitters (bv. adrenaline, noradrenaline), creatine, choline en fosfolipiden. #### 2.3.3 Cobalamine (Vitamine B12) co-enzymen Vitamine B12 fungeert als co-enzym in twee belangrijke reacties: 1. **Omzetting van methylmalonyl-CoA naar succinyl-CoA:** Dit is cruciaal voor het metabolisme van bepaalde vertakte aminozuren en vetzuren. Hierbij speelt het kobaltion in het centrum van de cobalamine een rol in het faciliteren van radicaalreacties. 2. **Methylering van homocysteïne tot methionine:** In deze reactie werkt cobalamine samen met THF om de methylgroep van N5-methyl-THF over te dragen op homocysteïne, waardoor methionine wordt gevormd. Dit is essentieel voor het aanvullen van de SAM-voorraad. ### 2.4 De biosynthese van cysteïne Cysteïne wordt gesynthetiseerd uit serine en homocysteïne. Het enzym cystathionine $\beta$-synthase katalyseert de vorming van cystathionine, dat vervolgens door cystathionine $\beta$-lyase wordt gesplitst om cysteïne, $\alpha$-ketobutyraat en ammonium te vormen. Defecten in dit traject kunnen leiden tot homocystinurie. ### 2.5 Overzicht van de biosynthese van niet-essentiële aminozuren De niet-essentiële aminozuren worden gesynthetiseerd vanuit intermediairen van de glycolyse, de citroenzuurcyclus en andere metabolische paden. De sleutelreacties zijn transaminering en amidatie, waarbij de aminogroep afkomstig is van glutamaat of ammoniumionen. > **Tip:** Het is nuttig om de precursor-moleculen te kennen waaruit elk niet-essentieel aminozuur ontstaat. | Precursor | Niet-essentiële aminozuren gevormd | | :----------------- | :--------------------------------- | | $\alpha$-ketoglutaraat | Glutamaat, Arginine, Proline, Glutamine | | Oxaalacetaat | Aspartaat, Asparagine | | Pyruvaat | Alanine, Serine, Cysteïne | | 3-fosfoglyceraat | Serine, Glycine | Sommige aminozuren, zoals methionine en cysteïne, worden soms als 'essentieel' beschouwd vanwege hun rol in specifieke metabole cycli, hoewel ze in principe door het lichaam kunnen worden gesynthetiseerd. --- # Katabolisme van aminozuren en de ureumcyclus Het katabolisme van aminozuren omvat de afbraak van aminozuren, waarbij de aminogroep wordt omgezet tot ammoniumionen en de koolstofskeletten worden gebruikt voor energieproductie of de synthese van andere biomoleculen, met de ureumcyclus als cruciale route voor de ontgifting van overtollige stikstof. ## 3. Katabolisme van aminozuren en de ureumcyclus ### 3.1 Algemeen overzicht van het aminozuurmetabolisme Het aminozuurmetabolisme kan worden onderverdeeld in twee hoofdonderdelen: de biosynthese (anabolisme) en de afbraak (katabolisme) van aminozuren. Aminozuren komen uit voeding via vertering, de afbraak van lichaamseigen eiwitten, of via de novo synthese. De afbraakwegen van aminozuren bestaan uit twee hoofdcomponenten: de omzetting van de aminogroep naar ammoniumionen en de verwerking van de koolstofskeletten. ### 3.2 Omzetting van de  -aminogroep tot ammoniumionen De aminogroep ($-\text{NH}_2$) van aminozuren wordt voornamelijk omgezet in ammoniumionen ($-\text{NH}_4^+$). Dit gebeurt via twee belangrijke processen: transaminering en desaminering. #### 3.2.1 Transaminering Transaminering is een reactie waarbij de aminogroep van een aminozuur wordt overgedragen op een $\alpha$-ketozuur, met glutamaat als centrale acceptor van de aminogroep. Hierbij wordt het oorspronkelijke aminozuur omgezet in zijn corresponderende $\alpha$-ketozuur. * **Rol van transaminasen:** Deze enzymen, zoals aspartaat aminotransferase (AST) en alanine aminotransferase (ALT), katalyseren de overdracht van de aminogroep. Verhoogde concentraties van AST en ALT in het bloed zijn indicatoren van leverbeschadiging. * **Cofactor:** Het co-enzym pyridoxalfosfaat (vitamine B6) is essentieel voor transamineringsreacties. Het is covalent gebonden aan het enzym, maar kan loskomen en de aminogroep overdragen. * **Mechanisme:** De reactie verloopt in twee fasen, waarbij pyridoxalfosfaat eerst de aminogroep van het aminozuur ontvangt, en vervolgens de aminogroep overdraagt op het $\alpha$-ketozuur. Vrij ammonium wordt hierbij niet gevormd; de aminogroep wordt getransfereerd. #### 3.2.2 Desaminering Desaminering verwijdert de aminogroep van een aminozuur, resulterend in de vorming van een $\alpha$-ketozuur en een ammoniumion. * **Oxidatieve desaminering van glutamaat:** Glutamaatdehydrogenase is een sleutelenzym dat glutamaat oxideert, waarbij een $\alpha$-ketoglutaraat en een ammoniumion worden gevormd. Het evenwicht van deze reactie ligt normaal gesproken naar de vorming van glutamaat, maar bij een teveel aan stikstof in het lichaam verschuift het naar de vorming van ammonium, dat vervolgens wordt afgevoerd via de ureumcyclus. $$ \text{Glutamaat} + \text{NAD}^+ \rightleftharpoons \alpha\text{-ketoglutaraat} + \text{NH}_4^+ + \text{NADH} + \text{H}^+ $$ * **Desaminering van serine en threonine:** Serine dehydratase en threonine dehydratase katalyseren de directe desaminering van serine en threonine, wat resulteert in de vorming van ammoniumionen. ### 3.3 De ureumcyclus De ureumcyclus is een metabolische route die plaatsvindt in de lever en essentieel is voor de ontgifting van overtollige ammoniumionen, die toxisch zijn voor het lichaam, met name voor de hersenen. De cyclus zet ammoniumionen om in ureum, dat vervolgens via de urine wordt uitgescheiden. > **Tip:** Een teveel aan ammoniumionen kan leiden tot ernstige neurologische symptomen, zoals geheugenproblemen, hersenoedeem en coma. * **Totale reactie:** $$ \text{NH}_4^+ + \text{CO}_2 + 3\text{ATP} + 3\text{H}_2\text{O} + \text{aspartaat} \rightarrow \text{ureum} + \text{fumaraat} + 2\text{ADP} + \text{AMP} + 4\text{P}_i + 6\text{H}^+ $$ De twee stikstofatomen in ureum zijn afkomstig van ammoniumionen en aspartaat, terwijl de carbonylgroep afkomstig is van CO$_2$. #### 3.3.1 Stappen van de ureumcyclus 1. **Synthese van carbamoylfosfaat:** Ammoniumionen en CO$_2$ (als bicarbonaat) worden, met verbruik van ATP, door carbamoylfosfaatsynthetase I omgezet in carbamoylfosfaat. Dit gebeurt in de mitochondriale matrix. $$ \text{NH}_4^+ + \text{HCO}_3^- + 2\text{ATP} \rightarrow \text{carbamoylfosfaat} + 2\text{ADP} + \text{P}_i + 2\text{H}^+ $$ 2. **Synthese van citrulline:** Carbamoylfosfaat reageert met ornithine, gekatalyseerd door ornithinetranscarbamoylase, tot citrulline. Dit is de eerste stap buiten de mitochondriën, in het cytoplasma. $$ \text{carbamoylfosfaat} + \text{ornithine} \rightarrow \text{citrulline} + \text{P}_i $$ 3. **Vorming van argininosuccinaat:** Citrulline condenseert met aspartaat, onder verbruik van ATP, tot argininosuccinaat. Deze reactie wordt gekatalyseerd door argininosuccinaatsynthetase. Het aspartaat levert de tweede stikstofatoom voor ureum. $$ \text{citrulline} + \text{aspartaat} + \text{ATP} \rightarrow \text{argininosuccinaat} + \text{AMP} + \text{PP}_i $$ 4. **Splitsing van argininosuccinaat:** Argininosuccinase splitst argininosuccinaat in arginine en fumaraat. Fumaraat kan vervolgens de citroenzuurcyclus ingaan. $$ \text{argininosuccinaat} \rightarrow \text{arginine} + \text{fumaraat} $$ 5. **Vorming van ureum en ornithine:** Arginase hydrolyseert arginine, waarbij ureum en ornithine worden gevormd. Ornithine wordt geregenereerd en kan opnieuw de cyclus ingaan. $$ \text{arginine} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{ureum} + \text{ornithine} $$ #### 3.3.2 Transport van ammonium Ammoniumionen worden vanuit perifere weefsels naar de lever getransporteerd, voornamelijk gebonden aan glutamine (Gln), asparagine (Asn) en alanine (Ala). In de lever wordt glutamine door glutaminase afgebroken tot glutamaat en ammonium. #### 3.3.3 Erfelijke aandoeningen van de ureumcyclus Defecten in enzymen van de ureumcyclus leiden tot hyperammoniëmie (verhoogde ammoniumconcentraties in het bloed). Volledige blokkades zijn letaal, terwijl gedeeltelijke blokkades kunnen leiden tot zwakzinnigheid en andere neurologische problemen. Voorbeelden zijn deficiënties van carbamoylfosfaatsynthetase I en ornithinetranscarbamoylase. ### 3.4 Afbraak van de koolstofskeletten van aminozuren De koolstofskeletten van aminozuren worden na verwijdering van de aminogroep omgezet in intermediairen van centrale metabolische routes, zoals de glycolyse, de citroenzuurcyclus, acetyl-CoA, of acetoacetyl-CoA. * **Glucogene aminozuren:** Deze aminozuren kunnen worden omgezet in pyruvaat, $\alpha$-ketoglutaraat, succinyl-CoA, fumaraat of oxaalacetaat. Deze intermediairen kunnen vervolgens worden gebruikt voor glucoseproductie via gluconeogenese. * **C-3 familie:** Alanine, serine, cysteïne worden omgezet in pyruvaat. Glycine kan worden omgezet in serine en vervolgens in pyruvaat. * **C-4 familie:** Asparagine en aspartaat worden omgezet in oxaalacetaat. Threonine wordt deels omgezet in acetyl-CoA en deels in pyruvaat. * **C-5 familie:** Glutamine en glutamaat worden omgezet in $\alpha$-ketoglutaraat. Proline, arginine en ornithine worden eveneens omgezet in intermediairen van de citroenzuurcyclus of voorlopers daarvan. * **Keto-gene aminozuren:** Deze aminozuren worden omgezet in acetyl-CoA of acetoacetyl-CoA, die kunnen worden gebruikt voor de vorming van ketonlichamen of vetzuren. * **C-3 familie:** Alanine, serine, cysteïne kunnen ook leiden tot acetyl-CoA vorming. * **Vertakte keten aminozuren:** Leucine wordt omgezet in acetyl-CoA en acetoacetaat. Isoleucine wordt omgezet in acetyl-CoA en succinyl-CoA. Valine wordt omgezet in propionyl-CoA, dat verder kan worden omgezet in succinyl-CoA. * **Aromatische aminozuren:** Fenylalanine en tyrosine worden afgebroken tot acetoacetaat en fumaraat. Tryptofaan wordt onder andere afgebroken tot acetoacetyl-CoA en alanine. * **Lysine:** Wordt omgezet in acetoacetyl-CoA. * **Methionine:** Wordt omgezet in succinyl-CoA. * **Glucogeen en ketogeen aminozuren:** Sommige aminozuren (zoals isoleucine, fenylalanine, tyrosine, tryptofaan, threonine) kunnen zowel glucogeen als ketogeen zijn, wat betekent dat hun afbraakproducten zowel voor glucoseproductie als voor ketonlichaamvorming kunnen worden gebruikt. #### 3.4.1 Vitamine B12 en de omzetting van propionyl-CoA Vitamine B12 (cobalamine) is cruciaal voor de omzetting van propionyl-CoA (een afbraakproduct van valine, isoleucine, methionine en threonine) naar succinyl-CoA. Dit proces omvat een radicalenmechanisme waarbij het cobaltion in vitamine B12 een centrale rol speelt. Dit is een voorbeeld van hoe een niet-essentieel eindproduct (propionyl-CoA) wordt omgezet in een nuttig intermediair van de citroenzuurcyclus. ### 3.5 Stofwisselingsziekten gerelateerd aan aminozuurafbraak Defecten in de afbraak van aminozuren kunnen leiden tot de accumulatie van specifieke aminozuren, hun afbraakproducten, of toxische intermediairen. Dit kan resulteren in diverse stofwisselingsziekten. * **Hyperaminozuururemieën:** Algemene verhoogde concentraties van aminozuren in bloed en urine. * **Fenylketonurie (PKU):** Een genetisch defect in fenylalaninehydroxylase, waardoor fenylalanine niet kan worden omgezet in tyrosine. Dit leidt tot accumulatie van fenylalanine en zijn toxische afbraakproducten, wat ernstige neurologische schade kan veroorzaken. Behandeling vereist een dieet arm aan fenylalanine, waarbij tyrosine als een semi-essentieel aminozuur wordt beschouwd. * **Erfelijke tyrosinemieën:** Defecten in de afbraak van tyrosine, leidend tot accumulatie van toxische intermediairen zoals 4-hydroxyphenylpyruvaat, homogentisaat, of fumarylacetoacetaat. * **Zuururemieën van vertakte ketozuren:** Defecten in de afbraak van vertakte ketenzuren (valine, leucine, isoleucine), zoals bij de 'maple syrup urine disease', waarbij de corresponderende $\alpha$-ketozuren zich ophopen. ### 3.6 Aminozuren als precursoren van belangrijke biomoleculen Naast hun rol in eiwitsynthese en energieproductie, dienen aminozuren als bouwstenen voor diverse belangrijke biomoleculen: * **Purines en pyrimidines:** Glycine, glutamine, aspartaat en CO$_2$ zijn betrokken bij de synthese van de stikstofbasen van nucleïden. * **Haem:** Glycine en succinyl-CoA zijn precursors voor de heemring, essentieel voor hemoglobine en cytochromen. * **Creatine:** Arginine, glycine en methionine zijn betrokken bij de synthese van creatine, een belangrijke energiereserve in spieren. * **Neurotransmitters:** * **Glutamaat:** Een belangrijke excitatoire neurotransmitter. * **GABA ($\gamma$-aminoboterzuur):** Gevormd uit glutamaat, een belangrijke inhibitoire neurotransmitter. * **Serotonine:** Afgeleid van tryptofaan, gereguleerd door medicijnen zoals Prozac. * **Catecholamines (dopamine, noradrenaline, adrenaline):** Afgeleid van tyrosine. * **Hormonen:** Schildklierhormonen (T3 en T4) zijn afgeleid van tyrosine. * **Pigmenten:** Melaninen, zoals pheomelanine, zijn afgeleid van tyrosine en spelen een rol bij albinisme. * **Choline:** Afgeleid van serine en methionine, een component van fosfolipiden en acetylcholine. * **Stikstofoxide (NO):** Afgeleid van arginine, een belangrijke signaalmolecule. --- # Aminozuren als precursoren van biomoleculen Aminozuren vormen niet alleen de bouwstenen voor eiwitten, maar dienen ook als essentiële voorlopers (precursoren) voor een breed scala aan andere belangrijke biomoleculen, waaronder purines, pyrimidines, creatine, neurotransmitters en schildklierhormonen. Dit hoofdstuk verkent de diverse rollen van aminozuren in deze biosynthetische pathways. ### 4.1 Biosynthese van belangrijke biomoleculen uit aminozuren Aminozuren leveren de atomen en koolstofskeletten die nodig zijn voor de synthese van essentiële verbindingen. #### 4.1.1 Purines en pyrimidines De stikstofatomen in de ringstructuren van purines en pyrimidines, de bouwstenen van nucleïerenzuren, zijn afkomstig van verschillende aminozuren. * **Purine ring:** De atomen van de purine ring worden aangeleverd door glycine, glutamine, aspartaat en CO$_2$. * **Pyrimidine ring:** De atomen van de pyrimidine ring komen voornamelijk van aspartaat en carbamoyl-fosfaat. Carbamoyl-fosfaat wordt zelf gevormd uit ammoniumionen, CO$_2$ en ATP. #### 4.1.2 Creatine Creatine is een molecuul dat belangrijk is voor de energieopslag in spieren. De synthese ervan vindt plaats door de condensatie van twee aminozuren: arginine en glycine. * Arginine levert het guanidino-gedeelte. * Glycine levert een deel van het koolstofskelet. De daaropvolgende methylering van guanidinoacetaat (de directe precursor van creatine) wordt gekatalyseerd door S-adenosylmethionine (SAM), wat aangeeft dat methionine ook indirect een rol speelt in de creatine-synthese. #### 4.1.3 Neurotransmitters Verschillende aminozuren zijn precursors van belangrijke neurotransmitters, moleculen die betrokken zijn bij cel-cel communicatie in het zenuwstelsel. * **Glutamaat:** Dit is een belangrijke excitatoire neurotransmitter. * **Glycine en gamma-aminoboterzuur (GABA):** Deze fungeren als inhibitoire neurotransmitters. GABA wordt gevormd uit glutamaat door decarboxylering. * **Dopamine, noradrenaline en adrenaline (catecholamines):** Deze worden gesynthetiseerd uit tyrosine. Het proces begint met de hydroxylering van tyrosine tot DOPA (dihydroxyphenylalanine), gevolgd door decarboxylering tot dopamine. Verdere hydroxylering en methylering leiden tot noradrenaline en adrenaline. * **Serotonine (5-hydroxytryptamine):** Dit is een belangrijke neurotransmitter afgeleid van het aminozuur tryptofaan. * **Histamine:** Ontstaat uit histidine door decarboxylering. Histamine is een vasodilator en speelt ook een rol in allergische reacties. #### 4.1.4 Schildklierhormonen Tyrosine is de directe precursor van de schildklierhormonen thyroxine (T4) en tri-joodthyronine (T3). De synthese omvat de jodinering van tyrosine-residuen binnen het thyreoglobuline-eiwit, gevolgd door koppeling van gejodeerde thyrosine-eenheden. #### 4.1.5 Andere biomoleculen * **Haem-ring:** Glycine is een essentiële bouwsteen voor de synthese van de haem-ring, het ijzerhoudende component van hemoglobine en cytochromen. Het andere deel van de precursor is succinyl-CoA. * **Sfingoïd basen:** Serine is een precursor voor de synthese van sfingosinen, lipide-componenten van celmembranen. * **Choline:** Hoewel niet direct afkomstig van een enkel aminozuur, is de methylering van ethanolamine (afgeleid van serine) voor de synthese van choline afhankelijk van SAM. Choline is een precursor van acetylcholine, een belangrijke neurotransmitter. * **Stikstofoxide (NO):** Arginine is de precursor voor de synthese van stikstofoxide (NO), een belangrijk signaalmolecuul met diverse fysiologische functies, waaronder vaatverwijding. ### 4.2 Aminozuren als dragers van één-koolstofeenheden Bepaalde reacties in het metabolisme vereisen de overdracht van één-koolstofeenheden (zoals methyl-, methyleen- of formylgroepen). Tetrahydrofolaat (THF), een derivaat van foliumzuur (vitamine B9), speelt hierin een cruciale rol als co-enzym. THF kan deze groepen op verschillende posities binden (N5, N10, of N5-N10) en ze overdragen aan andere moleculen. * **Serine en glycine:** De omzetting van serine naar glycine is een belangrijke reactie waarbij een één-koolstofeenheid (de methylenengroep van serine) wordt afgestaan. Deze groep wordt opgevangen door THF, wat leidt tot de vorming van N5,N10-methyl-THF. * **Methionine-synthese:** THF is essentieel voor de methylering van homocysteïne tot methionine via N5-methyl-THF. Dit proces is cruciaal voor de regeneratie van methionine en de geactiveerde methylcyclus. * **Purine en pyrimidine synthese:** THF levert één-koolstofeenheden die worden ingebouwd in de ringstructuren van purines en pyrimidines. * **Histidine metabolisme:** Bij de afbraak van histidine wordt ook een N-formylgroep gevormd die via THF wordt verwerkt. ### 4.3 S-adenosylmethionine en de geactiveerde methylcyclus S-adenosylmethionine (SAM) is een belangrijke methyldonor in veel biosynthetische reacties. Methionine wordt geactiveerd door koppeling aan ATP, wat resulteert in SAM. * **Geactiveerde methylcyclus:** Na het afstaan van zijn methylgroep wordt SAM omgezet in S-adenosylhomocysteïne, dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot homocysteïne en adenosine. Homocysteïne kan opnieuw worden gemethyleerd tot methionine, waarbij N5-methyl-THF (gevormd via THF) de methylgroep levert. Deze cyclus zorgt voor de regeneratie van methionine en de efficiënte overdracht van methylgroepen. * **Methylering van DNA, RNA, eiwitten en kleine moleculen:** SAM is betrokken bij de methylering van diverse biomoleculen, waaronder creatine, choline, adrenaline en de catecholring van neurotransmitters. ### 4.4 Werking van vitamine B12 (cobalamine) Vitamine B12 is een essentieel co-enzym in twee belangrijke biochemische reacties: 1. **Omzetting van methylmalonyl-CoA naar succinyl-CoA:** Dit is cruciaal voor het katabolisme van bepaalde vertakte aminozuren (zoals valine en isoleucine) en vetzuren. Het defect in deze reactie leidt tot de ophoping van methylmalonyl-CoA en kan ernstige neurologische problemen veroorzaken. 2. **Regeneratie van methionine:** Vitamine B12 is betrokken bij de methyldonatie van N5-methyl-THF aan homocysteïne om methionine te vormen. Dit proces is essentieel voor de geactiveerde methylcyclus. De actieve vorm van vitamine B12 is de cobalamine-coënzyme, waarin een cobaltion centraal staat. ### 4.5 Aminozuren als precursoren van heterocyclische verbindingen Naast purines en pyrimidines, vormen aminozuren ook de basis voor andere heterocyclische verbindingen. * **Cysteïne:** De biosynthese van cysteïne uit homocysteïne en serine is een voorbeeld van de vorming van een aminozuur met een zwavelbevattende zijketen. Cysteïne is een precursor voor onder andere taurine. * **Melanine:** Tyrosine is de precursor voor de synthese van melanine, het pigment dat verantwoordelijk is voor de kleur van huid, haar en ogen. Albinisme ontstaat door een defect in de melaninesynthese. * **Choline en Ethanolamine:** Hoewel niet direct aminozuren, zijn deze betrokken bij de synthese van fosfolipiden en zijn ze gerelateerd aan serine metabolisme. ### 4.6 De rol van aminozuren in de energiehuishouding Tijdens perioden van vasten of honger kunnen aminozuren worden afgebroken om energie te leveren. Het koolstofskelet van de aminozuren kan worden omgezet in: * **Pyruvaat:** Deze aminozuren worden *glucogeen* genoemd en kunnen worden gebruikt voor gluconeogenese om glucose aan te maken. * **Intermediairen van de citroenzuurcyclus:** Deze aminozuren zijn ook glucogeen. * **Acetyl-CoA of acetoacetyl-CoA:** Deze aminozuren worden *ketogeen* genoemd en kunnen worden omgezet in ketonlichamen, die als brandstof kunnen dienen voor de hersenen tijdens langdurig vasten. Sommige aminozuren, zoals leucine en lysine, zijn puur ketogeen. Andere, zoals isoleucine, fenylalanine, tyrosine en tryptofaan, zijn zowel glucogeen als ketogeen. De overige aminozuren zijn glucogeen. ### 4.7 Stofwisselingsziekten gerelateerd aan aminozuurafbraak Defecten in de enzymen die betrokken zijn bij het aminozuurmetabolisme kunnen leiden tot ernstige stofwisselingsziekten. * **Fenylketonurie (PKU):** Een tekort aan het enzym fenylalanine hydroxylase leidt tot een ophoping van fenylalanine en zijn metabolieten. Dit kan leiden tot neurologische schade als het niet vroegtijdig wordt behandeld met een speciaal dieet. * **Homocystinurie:** Een defect in de cystathionine $\beta$-synthase of cystathionine $\beta$-lyase leidt tot een verhoogde concentratie homocysteïne. Dit verhoogt het risico op cardiovasculaire aandoeningen en andere gezondheidsproblemen. * **Maple Syrup Urine Disease (MSUD):** Een defect in het enzymcomplex dat vertakte $\alpha$-keto zuren afbreekt, leidt tot een ophoping van valine, leucine en isoleucine in het bloed en de urine, met een kenmerkende zoete geur. * **Erfelijke tyrosinemie:** Verschillende vormen van deze ziekte worden veroorzaakt door defecten in de afbraak van tyrosine, wat leidt tot accumulatie van toxische metabolieten. * **Alkaptonurie:** Een defect in homogentisaatdioxygenase leidt tot de ophoping van homogentisaat, dat in de urine wordt uitgescheiden en bij oxidatie een donkere kleur veroorzaakt. Dit kan leiden tot gewrichtsproblemen (ocronose). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |---|---| | Aminozuurmetabolisme | Het geheel van biochemische processen die betrokken zijn bij de synthese (anabolisme) en afbraak (katabolisme) van aminozuren, alsook hun rol als precursors voor andere belangrijke biomoleculen. | | Essentiële aminozuren | Aminozuren die het lichaam niet zelf kan synthetiseren en die via de voeding moeten worden opgenomen. | | Niet-essentiële aminozuren | Aminozuren die het lichaam zelf kan aanmaken, vaak uit intermediairen van koolhydraat- of vetmetabolisme. | | Biosynthese van aminozuren | Het proces waarbij aminozuren in levende organismen worden aangemaakt, zowel de novo als uit andere moleculen. | | Katabolisme van aminozuren | De afbraak van aminozuren, waarbij de aminogroep wordt verwijderd en het koolstofskelet wordt omgezet in metabolieten die kunnen worden gebruikt voor energieproductie of de synthese van andere moleculen. | | Ureumcyclus | Een cyclisch biochemisch proces dat plaatsvindt in de lever en dient voor de omzetting van giftig ammoniumionen naar het minder toxische ureum, dat vervolgens via de nieren wordt uitgescheiden. | | Transaminering | Een enzymatische reactie waarbij een aminogroep wordt overgedragen van een aminozuur op een ketozuur, wat essentieel is voor de synthese en afbraak van aminozuren. | | Tetrahydrofolaat (THF) | Een co-enzym afgeleid van vitamine B9 (foliumzuur) dat essentieel is voor de overdracht van éénkoolstofeenheden (zoals methyl-, methyleen- en formylgroepen) in diverse biochemische reacties, waaronder de synthese van nucleotiden en aminozuren. | | S-adenosylmethionine (SAM) | Een geactiveerde vorm van methionine die fungeert als de belangrijkste methyldonor in biologische systemen, betrokken bij tal van methyleringsreacties die cruciaal zijn voor de synthese van diverse biomoleculen. | | Vitamine B12 (Cobalamine) | Een essentiële vitamine die fungeert als co-enzym in verschillende belangrijke reacties, waaronder de omzetting van methylmalonyl-CoA naar succinyl-CoA en de methylering van homocysteïne tot methionine. | | Ketoaciden (ketonenlichamen) | Moleculen zoals acetoacetaat, β-hydroxybutyraat en aceton die worden gevormd tijdens de afbraak van vetzuren en sommige aminozuren. Ze kunnen als alternatieve energiebron dienen, vooral tijdens perioden van vasten of bij koolhydraatarme diëten. | | Glucogene aminozuren | Aminozuren waarvan het afbraakproduct kan worden omgezet in glucose via gluconeogenese. | | Ketogene aminozuren | Aminozuren waarvan het afbraakproduct kan worden omgezet in ketonenlichamen. | | Purines | Een klasse van stikstofhoudende heterocyclische verbindingen die essentiële bouwstenen zijn voor nucleïden (zoals adenine en guanine), en daarmee voor DNA en RNA, evenals voor energierijke moleculen zoals ATP. | | Pyrimidines | Een klasse van stikstofhoudende heterocyclische verbindingen die essentiële bouwstenen zijn voor nucleïden (zoals cytosine, thymine en uracil), en daarmee voor DNA en RNA. | | Neurotransmitters | Chemische boodschappers die door zenuwcellen worden afgegeven om signalen over te dragen naar andere cellen, zoals neuronen, spiercellen of kliercellen. Voorbeelden zijn serotonine, dopamine en adrenaline. | | Schildklierhormonen | Hormonen geproduceerd door de schildklier, voornamelijk thyroxine (T4) en tri-joodthyronine (T3), die een cruciale rol spelen in de regulatie van het metabolisme. | | Stofwisselingsziekten | Ziekten die worden veroorzaakt door defecten in de biochemische pathways van het lichaam, vaak als gevolg van genetische mutaties die leiden tot een tekort aan of een overmaat van bepaalde metabolieten. | | Phenylketonurie (PKU) | Een erfelijke stofwisselingsziekte waarbij het enzym fenylalaninehydroxylase, dat fenylalanine omzet in tyrosine, niet goed functioneert. Dit leidt tot een ophoping van fenylalanine in het bloed, wat ernstige neurologische schade kan veroorzaken als het niet tijdig wordt behandeld met een speciaal dieet. | | Ammoniumionen ($NH_4^+$) | Een positief geladen ion gevormd uit ammoniak, dat een centraal intermediair is in het stikstofmetabolisme en toxisch kan zijn in hoge concentraties. | | Carbamoylfosfaat | Een geactiveerd carbamoyl-anion dat een intermediair is in zowel de ureumcyclus als de pyrimidinesynthese. | | Citrulline | Een niet-eiwitvormend aminozuur dat een intermediair is in de ureumcyclus, gevormd uit ornithine en carbamoylfosfaat. | | Argininosuccinaat | Een intermediair in de ureumcyclus, gevormd uit citrulline en aspartaat, dat later wordt gesplitst in arginine en fumaraat. | | Fumaraat | Een intermediair in de citroenzuurcyclus en een product van de ureumcyclus, dat kan worden omgezet in malfaat en vervolgens weer in de citroenzuurcyclus kan worden ingevoerd. | | Ornithine | Een niet-eiwitvormend aminozuur dat een sleutelrol speelt in de ureumcyclus, waar het wordt geregenereerd na de vorming van ureum. | | Arginine | Een semi-essentieel aminozuur dat een intermediair is in de ureumcyclus en een precursor is voor stikstofoxide (NO). |