Sitruunahappokierron vaiheet
Vaihe 1. Ensimmäinen vaihe on kondensaatiovaihe, jossa kahden hiilen asetyyliryhmä (asetyyli-CoA:sta) yhdistyy neljän hiilen oksaloasetaattimolekyylin kanssa kuuden hiilen sitraattimolekyyliksi. CoA sitoutuu sulfhydryyliryhmään (-SH) ja diffundoituu pois yhdistyäkseen lopulta toiseen asetyyliryhmään. Tämä vaihe on peruuttamaton, koska se on erittäin eksergoninen. Tämän reaktion nopeutta säätelevät negatiivinen takaisinkytkentä ja käytettävissä olevan ATP:n määrä. Jos ATP:n määrä kasvaa, tämän reaktion nopeus laskee. Jos ATP:tä on vähän, nopeus kasvaa.
Vaihe 2. Sitraatti menettää yhden vesimolekyylin ja saa toisen, kun sitraatti muuttuu isomeerikseen, isositraatiksi.
Vaiheet 3 ja 4. Vaiheessa kolme isositraatti hapettuu, jolloin syntyy viiden hiilen molekyyli, α-ketoglutaraatti, yhdessä CO2-molekyylin ja kahden elektronin kanssa, jotka pelkistävät NAD+:n NADH:ksi. Myös tätä vaihetta säätelee ATP:n ja NADH:n negatiivinen palaute ja ADP:n positiivinen vaikutus. Vaiheet kolme ja neljä ovat sekä hapetus- että dekarboksylaatiovaiheita, jotka vapauttavat elektroneja, jotka pelkistävät NAD+:n NADH:ksi, ja vapauttavat karboksyyliryhmiä, jotka muodostavat hiilidioksidimolekyylejä. α-ketoglutaraatti on vaiheen kolme tuote, ja sukkinyyliryhmä on vaiheen neljä tuote. CoA sitoo succinyyliryhmän muodostaen succinyl CoA:ta. Vaihetta neljä katalysoivaa entsyymiä säädellään ATP:n, sukkinyyli-CoA:n ja NADH:n takaisinkytkennällä.
Vaihe 5. Fosfaattiryhmä korvataan koentsyymi A:lla, ja muodostuu korkeaenerginen sidos. Tämä energia käytetään substraattitason fosforylaatiossa (sukkinyyliryhmän muuttuessa sukkinaatiksi) joko guaniinitrifosfaatin (GTP) tai ATP:n muodostamiseksi. Tätä vaihetta varten on olemassa kaksi entsyymimuotoa, joita kutsutaan isoentsyymeiksi, riippuen siitä, minkä tyyppisessä eläinkudoksessa niitä esiintyy. Toista muotoa esiintyy kudoksissa, jotka käyttävät suuria määriä ATP:tä, kuten sydän- ja luurankolihaksessa. Tämä muoto tuottaa ATP:tä. Entsyymin toista muotoa esiintyy kudoksissa, joissa on paljon anabolisia reittejä, kuten maksassa. Tämä muoto tuottaa GTP:tä. GTP vastaa energeettisesti ATP:tä, mutta sen käyttö on rajoitetumpaa. Erityisesti proteiinisynteesi käyttää ensisijaisesti GTP:tä.
Vaihe 6. Vaihe kuusi on dehydraatioprosessi, jossa sukkinaatti muutetaan fumaraatiksi. Kaksi vetyatomia siirretään FAD:lle, jolloin syntyy FADH2. Näiden atomien elektronien sisältämä energia ei riitä NAD+:n pelkistämiseen mutta riittää FAD:n pelkistämiseen. Toisin kuin NADH, tämä kantaja pysyy kiinni entsyymissä ja siirtää elektronit suoraan elektroninsiirtoketjuun. Tämän prosessin mahdollistaa tätä vaihetta katalysoivan entsyymin lokalisoituminen mitokondrioiden sisemmän kalvon sisälle.
Vaihe 7. Vaiheessa seitsemän fumaraattiin lisätään vettä, ja syntyy malaattia. Sitruunahappokierron viimeisessä vaiheessa oksaloasetaatti regeneroidaan hapettamalla malaatti. Syntyy toinen molekyyli NADH:ta.