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尿素循环的最后一步反应是由精氨酸酶（arginase）催化精氨酸水解生成尿素并再生鸟氨酸，鸟氨酸再进入线粒体参与另一轮循环。
尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键。（3个ATP水解生成2个ADP，2个Pi，1个AMP和PPi）。从尿素循环底物水平上，能量的消耗大于恢复。由L－谷氨酸脱氢酶催化脱氨和延胡索酸经草酰乙酸再生成天冬氨酸反应中均有NADH的生成。经线粒体再氧化可生成6个ATP。
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