Siklus Urea, Pengubahan Amonia Menjadi Urea

Siklus urea (disebut juga siklus ornithin) adalah reaksi pengubahan amonia (NH₃) menjadi urea ((NH₂)₂CO). Reaksi kimia ini sebagian besar terjadi di hati dan sedikit terjadi di ginjal. Hati menjadi pusat pengubahan amonia menjadi urea terkait fungsi hati sebagai tempat menetralkan racun.

Amonia merupakan hasil degradasi dari asam amino, amonia bersifat racun sehingga dapat membahayakan apabila menumpuk di dalam tubuh. Tubuh manusia tidak dapat membuang amonia dengan cepat jadi perlu diubah menjadi urea yang bersifat kurang beracun.

Urea yang dihasilkan di dalam hati akan dilepaskan ke peredaran darah. Kemudian oleh ginjal urea akan dibuang bersama sampah-sampah lain dalam urin. Dalam keadaan normal urin akan mengandung urea sebanyak 9,3 g/l hingga 23,3 g/l.

Pengubahan amonia menjadi urea terdiri atas lima tahapan reaksi, dua tahapan terjadi di mitokondria dan tiga tahapan terjadi di sitoplasma. 

Siklus urea atau siklus ornithine

Tahapan-tahapan dalam siklus urea adalah sebagai berikut.

1. Amonia akan diubah menjadi carbamoyl phospate terlebih dahulu. Pengubahan ini dibantu oleh enzim karbamoyl phospate synthetase I dan menggunakan 2 molekul ATP.
2. Carbamoyl phospate diubah menjadi citruline yang dibantu oleh enzim ornithine transcarbamoylase. Enzim ini akan menggabungkan carbamoyl phospate dengan ornithine menjadi citruline dan melepaskan gugus phospate.
3. Citruline akan bergabung dengan asam amino aspartate dan membentuk argininosuccinate. Reaksi ini membutuhkan ATP dan dibantu oleh kerja enzim argininosuccinate synthetase.
4. Argininosuccinate akan dipecah menjadi arginine dan fumarate oleh enzim argininosuccinase.
5. Arginine akan dipecah menjadi urea dan ornithine oleh enzim arginase. Urea akan dilepaskan ke peredaran darah sedangkan ornithine akan digunakan untuk siklus urea lagi.

Langkah 1 dan 2 terjadi di dalam mitokondria, sedangkan langkah 3, 4, dan 5 terjadi di sitoplasma. 

Langkah	Reaktan (bahan)	Produk (hasil)	Dikatalisis oleh	Lokasi
1	NH3 + HCO3- + 2ATP	Carbamoyl phosphate + 2ADP + Pi	CPS1	mitokondria
2	Carbamoyl phosphate + ornithin	Citrulline + Pi	OTC	mitokondria
3	Citrulline + aspartate +ATP	Argininosuccinate + AMP + PPi	ASS	sitoplasma
4	argininosuccinate	Arg + fumarate	ASL	sitoplasma
5	Arg + H2O	Ornithine + urea	ARG1	sitoplasma

Reaksi-reaksi diatas disederhanakan menjadi.

• NH₃ + CO₂ + aspartate + 3 ATP + 2 H₂O → urea + fumarate + 2 ADP + 2 P_i + AMP + PP_i

CO₂ dan H₂O berikatan dan menjadi HCO₃^- dan masuk pada tahapan reaksi yang pertama.

Molekul-molekul dalam setiap tahapan langkah siklus urea

Siklus urea pertamakali ditemukan oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun 1932. Kegagalan hati melakukan siklus urea dapat menyebabkan tertimbunnya amonia yang beracun di dalam tubuh yang sangat berbahaya.