尿素合成主要在肝脏里进行，关键酶有三种分别是NAGS、NOS和CPSII。首先氨和碳酸氢根在NAGS作用下生成氨基甲酰磷酸，接着NOS把氨基甲酰磷酸转化成瓜氨酸，再经过几步反应变成精氨酸，精氨酸分解出尿素和鸟氨酸。这个过程能把这些有毒的氨变成尿素排出体外，同时维持血液里的酸碱平衡。要是缺少这些酶，氨就会积累导致中毒，比如尿素循环缺陷症患者就会得先天性肝性脑病。

为什么选这三种酶呢？NAGS是开头关键，它需要二氧化碳和ATP，活性温度刚好在人体正常工作范围内（37℃）。实验数据显示，当NAGS活性下降50%时，尿素合成效率会直接掉到正常值的30%以下。CPSII更特殊，它是尿素循环里唯一依赖谷氨酰胺的酶，而且只在肝脏细胞线粒体里工作。有研究证明，高温让CPSII失活的速度是其他酶的3倍，所以肝脏温度异常会严重影响尿素合成。至于NOS，它的催化效率比普通转氨酶高10倍，这样才能快速消耗掉氨基甲酰磷酸。比如给小白鼠注射抑制NOS的药物，72小时内它们的尿素产量就减少了80%，血液氨浓度飙升到正常值的5倍以上。这些酶就像接力赛的选手，任何一个掉队都会让整个循环崩溃，这也是为什么医学上治疗尿素循环缺陷必须同时补充三种酶的原因。