حمض الأوكسالوأسيتيك

تُعدّ عملية استحداث الجلوكوز ^{[ 1 ]} مسارًا أيضيًا يتألف من سلسلة من أحد عشر تفاعلًا محفزًا بالإنزيمات، ينتج عنها توليد الجلوكوز من ركائز غير كربوهيدراتية. تبدأ هذه العملية في مصفوفة الميتوكوندريا ، حيث توجد جزيئات البيروفات . يُكربوكسيل جزيء البيروفات بواسطة إنزيم بيروفات كربوكسيلاز ، الذي يُنشط بجزيء من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) وجزيء من الماء. ينتج عن هذا التفاعل تكوين أوكسالوأسيتات. يُختزل الأوكسالوأسيتات بواسطة NADH إلى مالات . هذا التحول ضروري لنقل الجزيء خارج الميتوكوندريا . بمجرد وصوله إلى السيتوسول ، يتأكسد المالات مرة أخرى إلى أوكسالوأسيتات باستخدام NAD+. يبقى الأوكسالوأسيتات بعد ذلك في السيتوسول، حيث ستحدث بقية التفاعلات. يُزال ثاني أكسيد الكربون من الأوكسالوأسيتات ويُفسفر بواسطة إنزيم فوسفينول بيروفات كاربوكسي كيناز ، ليتحول إلى 2-فوسفينول بيروفات باستخدام غوانوزين ثلاثي الفوسفات (GTP) كمصدر للفوسفات. ويُستخلص الجلوكوز بعد مزيد من المعالجة اللاحقة.

دورة اليوريا هي مسار أيضي ينتج عنه تكوين اليوريا باستخدام جزيء أمونيوم واحد من الأحماض الأمينية المتحللة، ومجموعة أمونيوم أخرى من الأسبارتات، وجزيء بيكربونات واحد. ^{[ 1 ]} يحدث هذا المسار عادةً في خلايا الكبد . تُنتج التفاعلات المرتبطة بدورة اليوريا NADH ، ويمكن إنتاج NADH بطريقتين مختلفتين. إحداهما تستخدم الأوكسالوأسيتات . يوجد في السيتوسول جزيئات الفومارات . يمكن تحويل الفومارات إلى مالات بواسطة إنزيم الفوماراز . يعمل إنزيم نازع هيدروجين المالات على المالات ليتحول إلى أوكسالوأسيتات، منتجًا جزيء NADH. بعد ذلك، يُعاد تدوير الأوكسالوأسيتات إلى أسبارتات ، حيث تُفضل إنزيمات ناقلة الأمين هذه الأحماض الكيتونية على غيرها. تحافظ عملية إعادة التدوير هذه على تدفق النيتروجين إلى الخلية.

دورة الجليوكسيلات هي أحد أشكال دورة حمض الستريك. ^{[ 4 ]} وهي مسار بنائي يحدث في النباتات والبكتيريا باستخدام إنزيمي إيزوسيترات لياز ومالات سينثاز . تختلف بعض الخطوات الوسيطة في هذه الدورة اختلافًا طفيفًا عن دورة حمض الستريك؛ ومع ذلك، يؤدي الأوكسالوأسيتات الوظيفة نفسها في كلتا العمليتين. [ ^{1 ] وهذا} يعني أن الأوكسالوأسيتات في هذه الدورة يعمل أيضًا كمتفاعل أولي وناتج نهائي. في الواقع، يُعد الأوكسالوأسيتات ناتجًا صافيًا لدورة الجليوكسيلات لأن حلقة هذه الدورة تتضمن جزيئين من أسيتيل-CoA.

في المراحل السابقة، يُنقل أسيتيل-CoA من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم حيث يوجد إنزيم مُركِّب الأحماض الدهنية . يُنقل أسيتيل-CoA على شكل سترات، والتي تكونت سابقًا في مصفوفة الميتوكوندريا من أسيتيل-CoA وأوكسالوأسيتات. عادةً ما يبدأ هذا التفاعل دورة حمض الستريك، ولكن عندما لا تكون هناك حاجة للطاقة، يُنقل إلى السيتوبلازم حيث يُفكَّك إلى أسيتيل-CoA سيتوبلازمي وأوكسالوأسيتات.

يتطلب جزء آخر من الدورة NADPH لتخليق الأحماض الدهنية. ^{[ 5 ]} يُولَّد جزء من هذه القدرة الاختزالية عندما يعود الأوكسالوأسيتات السيتوبلازمي إلى الميتوكوندريا، طالما أن الطبقة الداخلية للميتوكوندريا غير منفذة للأوكسالوأسيتات. أولًا، يُختزل الأوكسالوأسيتات إلى مالات باستخدام NADH. ثم يُنزع الكربوكسيل من المالات ليتحول إلى بيروفات. الآن، يمكن لهذا البيروفات أن يدخل الميتوكوندريا بسهولة، حيث يُكرَبَل مرة أخرى إلى أوكسالوأسيتات بواسطة إنزيم بيروفات كربوكسيلاز. بهذه الطريقة، ينتج عن نقل أسيتيل-CoA من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم جزيء من NADH. يمكن تلخيص التفاعل الكلي، وهو تفاعل تلقائي، على النحو التالي:

HCO3– ⁺ ATP + أسيتيل-CoA → ADP + Pi ₊ مالونيل- _CoA

تُصنّع ستة أحماض أمينية أساسية وثلاثة أحماض أمينية غير أساسية من الأوكسالوأسيتات والبيروفات . ^{[ 6 ]} يتكون الأسبارتات والألانين من الأوكسالوأسيتات والبيروفات، على التوالي، عن طريق نقل الأمين من الغلوتامات . يُصنّع الأسباراجين عن طريق أميد الأسبارتات، حيث يتبرع الغلوتامين بمجموعة NH4. هذه أحماض أمينية غير أساسية، وتحدث مساراتها الحيوية البسيطة في جميع الكائنات الحية. أما الميثيونين، والثريونين، والليسين، والإيزولوسين، والفالين، واللوسين فهي أحماض أمينية أساسية في الإنسان ومعظم الفقاريات، مما يعني أنه لا يمكن تحويل الأوكسالوأسيتات إلى أي من هذه الأحماض الأمينية. ومع ذلك، يمكن تصنيعها في البكتيريا عبر مسارات حيوية معقدة ومترابطة.

ينتج الأوكسالوأسيتات الأكسالات عن طريق التحلل المائي. ^{[ 7 ]}

أوكسالوأسيتات + H₂O _⇌ أوكسالات + أسيتات

يتم تحفيز هذه العملية بواسطة إنزيم أوكسالوأسيتاز . يوجد هذا الإنزيم في النباتات، ولكنه غير معروف في المملكة الحيوانية. ^{[ 8 ]}