柠檬酸循环，也称为Krebs循环或TCA循环，是细胞代谢的中心枢纽。它发生在线粒体基质中，通过将乙酰辅酶A转化为二氧化碳来完成碳水化合物、脂肪和蛋白质的氧化。

柠檬酸循环的工作原理

1. 进入：柠檬酸形成

乙酰辅酶A（来自丙酮酸、脂肪酸或氨基酸）与四碳分子草酰乙酸结合，形成六碳分子柠檬酸。该反应由柠檬酸合酶催化，基本上是不可逆的。

2. 异构化和第一次氧化

柠檬酸通过中间体顺乌头酸异构化为异柠檬酸。异柠檬酸然后被异柠檬酸脱氢酶氧化，释放第一分子CO2并产生NADH。产物是五碳分子α-酮戊二酸。

3. 第二次氧化

α-酮戊二酸被α-酮戊二酸脱氢酶氧化，释放第二分子CO2并产生NADH。该反应类似于丙酮酸脱氢酶反应，产生琥珀酰辅酶A。

4. 底物水平磷酸化

琥珀酰辅酶A被琥珀酰辅酶A合成酶转化为琥珀酸。该反应通过底物水平磷酸化产生GTP（或在某些生物中为ATP）——这是循环中唯一直接产生ATP的步骤。

5. 草酰乙酸的再生

琥珀酸被琥珀酸脱氢酶氧化为延胡索酸，产生FADH2。延胡索酸然后水合为苹果酸，苹果酸被苹果酸脱氢酶氧化为草酰乙酸，产生另一分子NADH。再生的草酰乙酸准备与另一分子乙酰辅酶A结合。

6. 每圈净产量

每圈循环产生：

• 3 NADH
• 1 FADH2
• 1 GTP（或ATP）
• 2 CO2