Аргинин является основным метаболитом в процессе синтеза мочевины.

Ученые Ненский и Салазкин установили, что в печени происходит образование мочевины из аммиака NH3 и углекислоты CO2.
Образование мочевины происходит из аммиака NH3 и углекислоты в орнитиновом цикле.
При насыщении организма аммиаком возникает возбуждение нервной системы, что проявляется в высокой чувствительности к нему нервных клеток.
Поэтому все млекопитающие выделяют небольшое количество аммиака, который является предельно токсичным соединением.
Синтез мочевины в печени - основной механизм нейтрализации и обезвреживания в результате циклическом повторений реакций, протекающих в печени.

Ученые Гензенлейт и Кребс описали циклический процесс синтеза мочевины с каталитизатором орнитином.
Ученые Коген и Ратнер определили начальную реакцию цикла - синтез карбамоилфосфата.
Этапы цикла синтеза мочевины
Атомы азота берутся из свободного аммиака и за счет дезаминирования аспартата, карбонильная группа - из гидрокарбоната.
На первом этапе из гидрокарбоната (НСО3-) и аммиака с потреблением 2 молекул АТФ образуется карбамоилфосфат. Как ангидрид это соединение обладает высоким реакционным потенциалом.
Далее под действием орнитинкарбамоилтрансферазы карбамоильная группа карбамоилфосфата переносится на б-аминокислоту орнитин, и образуется другая б-аминокислота - цитруллин
В следующей реакции аргининосукцинатсинтетаза связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается в ионах Mg2+.
В реакции затрачивается 1 молекулу АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат - источник второго атома азота мочевины
Далее фермент аргининосукцинатлиаза (аргининосукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается в молекуле аргинина.
Аргинин подвергается гидролизу под действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами аргиназы являются ионы Са2+ или Мn2+.
Высокие концентрации орнитина и лизина, являющихся структурными аналогами аргинина, подавляют активность этого фермента.
Образующийся орнитин взаимодействует с новой молекулой карбамоилфосфата, и цикл замыкается.