Ciclo da Ureia

Esse Hans Krebs parecia não ter mais o que fazer. Além de descobrir o ciclo que leva o seu nome (também chamado de ciclo do ácido cítrico ou dos ácidos tricarboxílicos, que rendeu a ele o Prêmio Nobel), também descobriu o ciclo da ureia - na verdade, o primeiro a ser desvendado, e que deve ter rendido muitos dos insights para desvendar o seguinte, porque:

1) têm reagentes em comum

2) são ciclos, igualmente

3) têm parte das reações na mitocôndria e parte no citoplasma

O ciclo da ureia tem seu início pela liberação do grupo amino de um aminoácido (o glutamato, que coleta o grupo amino de outros aminoácidos, perdendo esse grupo por uma desaminação, e transformando-se em alfa-cetoglutarato, é quase sempre um dos reagentes):

Duas formas de nitrogênio entram no ciclo: o do amônio (NH4) e o da desaminação do aminoácido aspartato (que, ao perder seu grupo amino transforma-se em oxalacetato). Como a maior parte do ciclo da ureia ocorre no fígado, a maior parte do aspartato transforma-se em glutamato ("o glutão de grupos amino"), que depois se transforma em piruvato (criando concomitantemente a alanina - o aminoácido que tem "livre comércio com o fígado"), sempre no repasse de grupos amino (lembre que nas transaminações para que o "chapéu" - NH3 - possa ser vestido de um lado, deve ser desvestido de outro...).

A glutamina (aminoácido com dois grupo amino) é sintetizada a partir do glutamato, e a enzima que a produz se situa nas células próximas ao sistema portal, "coletando o resto" da amônia que escapa da criação da uréia. 

A ureia, um composto inócuo, precisa ser formada para livrar o organismo do composto tóxico (principalmente para as células cerebrais), a amônia. O que poderia parecer algo simples (a conversão de um composto em outro) precisa de alguns passos para acontecer, os dois primeiros na mitocôndria: a associação com o bicarbonato (duas bases) mais o ATP para formar a molécula chamada carbamoil-fosfato, 

que reage com a ornitina (um aminoácido não-codificado - não forma proteínas - que inicia e é regenerado pelo ciclo, como o oxalacetato no ciclo de Krebs) para formar a citrulina, que é quem atravessa a membrana da mitocôndria na troca com a ornitina. O aminoácido aspartato (o doador do grupo amino) reage com a citrulina para (em dois passos) formar outro aminoácido (esse com quatro grupos amino), a arginina. A quebra dessa arginina (liberando a ornitina, que volta a ser trocada pela citrulina, entrando na mitocôndria) formará, finalmente, a uréia, fechando o ciclo. 

O fumarato (um dos passos para a formação da arginina) é convertido à malato na união dos ciclos de Krebs com o da uréia ("biciclo" de Krebs). 

Essa reação é regulada não por "feedback" (regulação pelos produtos, como na glicólise, por exemplo), mas pelo que se chama "feed-forward". Significa: quanto mais reagente, mais reação (teoricamente sem limites, dentro das capacidades das enzimas).