尿素サイクル(尿素回路、オルニチン回路)

　腸管内などで産生されたアンモニアは、血液中を肝臓に輸送され、尿素、グルタミン酸、グルタミンに変換される。 　尿素回路は、肝臓の肝細胞に存在し、体内で生成された有毒なアンモニアを、無毒な尿素に変換する。
　生体は、神経毒性があり有毒なアンモニアを、毒性のないグルタミンとして、血中を輸送する。 　尿素回路は、オルニチン回路、尿素サイクル、オルニチンサイクル、Krebs-Henseleit cycle、とも呼ばれる。

	反応	酵素	場所
1	アンモニア + 炭酸 + 2ATP　→ ADP + リン酸 + カルバモイルリン酸	カルバモイルリン酸シンテターゼI CPS I	ミトコンドリア
2	カルバモイルリン酸 + オルニチン　→ シトルリン + リン酸	オルニチントランスカルバモイラーゼ OTC
3	シトルリン + アスパラギン酸 + ATP　→ AMP + ピロリン酸 + アルギニノコハク酸	アルギニノコハク酸シンテターゼ ASS	サイトゾル
4	アルギニノコハク酸　→ フマル酸 + アルギニン	アルギニノコハク酸リアーゼ ASL
5	アルギニン + 水　→ 尿素 + オルニチン	アルギナーゼ ARG

　各組織で生成したアンモニアの窒素はグルタミンまたはアラニンとして血流で肝臓に運ばれる。 肝臓において，これらのアミノ酸はアミノ基転移でグルタミン酸に変換された後，酸化的脱アミノ でアンモニアが遊離される。アンモニアはこの尿素回路で尿素に変えられる。なお，腎臓はASS、ASL、ARGの 酵素をもつので，血中のシトルリンを尿素に変換できる。
アンモニア→尿素変換には実に3 ATPを必要とする。ミトコンドリアでつくられるATPの10数％が 尿素回路で消費される。尿素回路の酵素群の活性は，高タンパク食摂取時や飢餓時（筋肉タンパク質の分解が起こる）に，一斉に上昇する。 尿素回路の全体の反応（ 1〜 5)は次のようになる。 　　2 NH3 + CO2 + 3 ATP + 2 H2O NH2CONH2 + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi 尿素の２つのNH2基のうち、１つはアンモニア由来、もう１つはアスパラギ ン酸由来である。また、カルボニル基は段階(1)で結合した二酸化炭素（正しくはHCO3-）に由来している。

　⇒　クエン酸サイクル