Carbamoylphosphat-Synthetase I

Carbamoylphosphat-Synthetase I (CPS1) ist das Enzym, das die Addition von Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und ATP zu Carbamoylphosphat katalysiert. Diese Reaktion findet in den Mitochondrien der Wirbeltiere statt und ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Harnstoffzyklus. Beim Menschen ist CPS1 hauptsächlich in der Leber und im Dünndarm aktiv. Mutationen im CPS1-Gen können zu CPS-Mangel und dieser zu Hyperammonämie und pulmonaler Hypertonie des Neugeborenen führen. Eine Variante ist mit dem Risiko bei Neugeborenen für Argininmangel und nekrotisierende Enterokolitis assoziiert.^[2][3]

Die CPS1-Transkription wird sowohl über cAMP-, als auch Glucocorticoid-Signalwege gesteuert. Die Expression von CPS1 ist in den drei menschlichen Leberkarzinom-Zelllinien unterdrückt. CPS1 ist mit dem Antigen des in der Chirurgie eingesetzten Hep Par 1-Antikörpers identisch.^[4][5]

${\displaystyle \mathrm {HCO_{3}^{-}+ATP\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {ADP+HO{-}COO{-}PO_{3}^{2-}} }$

${\displaystyle \mathrm {HO{-}COO{-}PO_{3}^{2-}+NH_{3}+OH^{-}\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {HPO_{4}^{2-}+H_{2}N{-}COO^{-}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {H_{2}N{-}COO^{-}+ATP\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {ADP+H_{2}N{-}COO{-}PO_{3}^{2-}} }$

Die in drei Teilschritten erfolgende Reaktion setzt insgesamt zwei Moleküle ATP und je ein Molekül Ammoniak und Kohlenstoffdioxid zu zwei Molekülen ADP und je einem Molekül Carbamoylphosphat und Phosphat um.

Wikibooks: Harnstoffzyklus – Lern- und Lehrmaterialien

• D’Eustachio/Jassal/reactome: 2 ATP + NH4+ + HCO3- => 2 ADP + orthophosphate + carbamoyl phosphate [mitochondrial]

1. ↑ Homologe bei OMA
2. ↑ UniProt P31327
3. ↑ Moonen RM, Paulussen AD, Souren NY, Kessels AG, Rubio-Gozalbo ME, Villamor E: Carbamoyl phosphate synthetase polymorphisms as a risk factor for necrotizing enterocolitis. In: Pediatr Res. 62. Jahrgang, Nr. 2, August 2007, S. 188–90, doi:10.1203/PDR.0b013e3180a0324e, PMID 17597649. 
4. ↑ Schoneveld OJ, Hoogenkamp M, Stallen JM, Gaemers IC, Lamers WH: cyclicAMP and glucocorticoid responsiveness of the rat carbamoylphosphate synthetase gene requires the interplay of upstream regulatory units. In: Biochimie. 89. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2007, S. 574–80, doi:10.1016/j.biochi.2006.12.013, PMID 17397987. 
5. ↑ Butler SL, Dong H, Cardona D, et al.: The antigen for Hep Par 1 antibody is the urea cycle enzyme carbamoyl phosphate synthetase 1. In: Lab. Invest. 88. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2008, S. 78–88, doi:10.1038/labinvest.3700699, PMID 18026163.