Kroky v cyklu kyseliny citronové
Krok 1. Prvním krokem je kondenzační krok, při kterém dochází ke spojení dvouuhlíkaté acetylové skupiny (z acetyl CoA) se čtyřuhlíkatou molekulou oxaloacetátu za vzniku šestiuhlíkaté molekuly citrátu. CoA je vázán na sulfhydrylovou skupinu (-SH) a difunduje pryč, aby se nakonec spojil s další acetylovou skupinou. Tento krok je nevratný, protože je vysoce exergonický. Rychlost této reakce je řízena negativní zpětnou vazbou a množstvím dostupného ATP. Pokud se hladina ATP zvýší, rychlost této reakce se sníží. Pokud je ATP nedostatek, rychlost se zvyšuje.
Krok 2. Citrát ztrácí jednu molekulu vody a získává druhou, protože citrát se přeměňuje na svůj izomer, isocitrát.
Kroky 3 a 4. Ve třetím kroku se isocitrát oxiduje, přičemž vzniká pětiuhlíkatá molekula α-ketoglutarátu spolu s molekulou CO2 a dvěma elektrony, které redukují NAD+ na NADH. Tento krok je rovněž regulován negativní zpětnou vazbou od ATP a NADH a pozitivním účinkem ADP. Třetí a čtvrtý krok jsou oxidační a dekarboxylační kroky, při nichž se uvolňují elektrony, které redukují NAD+ na NADH a uvolňují karboxylové skupiny, které tvoří molekuly CO2. α-Ketoglutarát je produktem třetího kroku a sukcinylová skupina je produktem čtvrtého kroku. CoA váže sukcinylovou skupinu za vzniku sukcinyl CoA. Enzym, který katalyzuje čtvrtý krok, je regulován zpětnou vazbou inhibice ATP, sukcinyl CoA a NADH.
Krok 5. Fosfátová skupina je nahrazena koenzymem A a vzniká vysokoenergetická vazba. Tato energie je využita při fosforylaci na substrátové úrovni (během přeměny sukcinylové skupiny na sukcinát) za vzniku buď guanin trifosfátu (GTP), nebo ATP. Pro tento krok existují dvě formy enzymu, nazývané izoenzymy, v závislosti na typu živočišné tkáně, ve které se nacházejí. Jedna forma se nachází ve tkáních, které využívají velké množství ATP, jako je srdce a kosterní sval. Tato forma produkuje ATP. Druhá forma enzymu se nachází v tkáních, které mají vysoký počet anabolických drah, jako jsou játra. Tato forma produkuje GTP. GTP je energeticky ekvivalentní ATP, jeho využití je však omezenější. Zejména syntéza bílkovin využívá především GTP.
Krok 6. Šestý krok je dehydratační proces, který přeměňuje sukcinát na fumarát. Dva atomy vodíku jsou přeneseny na FAD, čímž vzniká FADH2. Energie obsažená v elektronech těchto atomů je nedostatečná k redukci NAD+, ale dostatečná k redukci FAD. Na rozdíl od NADH zůstává tento nosič připojen k enzymu a přenáší elektrony přímo do elektronového transportního řetězce. Tento proces je umožněn lokalizací enzymu, který tento krok katalyzuje, uvnitř vnitřní membrány mitochondrie.
Krok č. 7. Během sedmého kroku se k fumarátu přidá voda a vznikne malát. Poslední krok cyklu kyseliny citronové regeneruje oxaloacetát oxidací malátu. Vzniká další molekula NADH.