Il ciclo dell'urea: le cinque tappe della formazione del composto che verrà escreto con le urine

La maggior parte degli animali terrestri eliminano l'azoto amminico sotto forma di urea e per questo motivo vengono definiti ureotelici. La formazione di urea avviene in una via metabolica definita ciclo dell'urea, scoperta nel 1932 da Hans Krebs (che solo più tardi scoprì il ciclo dell'acido citrico) e Kurt Henseleit. La produzione di urea avviene quasi esclusivamente nel fegato; successivamente raggiungerà per via ematica i reni, dove verrà escreta tramite le urine.

Il ciclo del glucosio-alanina: l'alanina trasporta l'ammoniaca dal muscolo al fegato

L'alanina ha un ruolo importante per trasportare i gruppi amminici fino al fegato in forma non tossica, grazie al ciclo del glucosio-alanina. 

Nei tessuti che degradano gli amminoacidi per produrre energia, i gruppi amminici vengono raccolti sotto forma di glutammato mediante la transamminazione. Il glutammato può essere trasformato in glutammina ed essere trasportato al fegato, oppure il suo gruppo α-amminico può essere trasferito, mediante l'azione dell'enzima alanina amminotransferasi, al piruvato, che è un prodotto facilmente disponibile nel muscolo grazie alla glicolisi.

La glutammina sintetasi forma la glutammina che trasporta ammoniaca attraverso il sangue

Nella maggior parte degli animali l'ammoniaca in eccesso viene convertita in un composto non tossico per essere trasportata per via ematica dai tessuti extraepatici al fegato e poi ai reni. Il glutammato viene sostituito dalla L-glutammina nelle funzioni di trasportatore.

Transamminazioni: la prima tappa del catabolismo degli amminoacidi

Gli amminoacidi, derivati in gran parte dalla degradazione delle proteine della dieta o intracellulari, sono l'ultima classe di biomolecole la cui ossidazione fornisce il contributo per la generazione di energia metabolica nella cellula. Negli animali, gli amminoacidi possono subire la degradazione ossidativa in tre diverse situazioni metaboliche: (1) durante la sintesi e degradazione delle proteine cellulari, alcuni amminoacidi rilasciati possono essere degradati ossidativamente, e non sono necessari alla sintesi di altre proteine; (2) quando una dieta è ricca di proteine; (3) nel digiuno prolungato o nel diabete mellito, quando i carboidrati non sono disponibili o non sono utilizzati in modo adeguato.

Punto isoelettrico: gli amminoacidi non presentano una carica netta a determinati pH

Il punto isoelettrico (pI) o pH isoelettrico di un amminoacido è quel valore di pH al quale la molecola non presenta alcuna carica netta. Per un amminoacido come la glicina, che non ha gruppi ionizzabili nella catena catena laterale, il punto isoelettrico è dato dalla media aritmetica dei valori dei due pKa.

Codoni: triplette di nucleotidi per la sintesi proteica

Un codone è una tripletta di nucleotidi lungo il mRNA (RNA messaggero) che codifica l'informazione necessaria all'inserimento di uno specifico amminoacido nel corso della sintesi proteica. L'idea che fosse formato da triplette di nucleotidi era già nota nel 1960, in quanto il codice a 4 lettere del DNA (A,T,G e C) a gruppi di due può dare solo 16 combinazioni (ovvero 4 elevato alla seconda), insufficienti per codificare tutti gli amminoacidi (che sono 20), mentre 4 basi a gruppi di tre possono dare 64 combinazioni (ovvero 4 elevato alla terza).

Alcaptonuria: la patologia che colora di nero le urine

L'alcaptonuria è una malattia autosomica recessiva in cui la mancanza di omogentisico ossidasi blocca il metabolismo della fenilalanina-tirosina a livello dell'acido omogentisico. Nell'organismo si verifica l'accumulo di acido omogentisico, che escreto tramite le urine, conferisce una colorazione nera a causa dell'ossidazione se le si lascia all'aria.