生物化学/三羧酸循环
柠檬酸循环，也称为三羧酸循环（TCA），是糖类、脂肪和蛋白质氧化进行的代谢途径。循环的组成部分位于真核生物的线粒体基质中。但重要的是要知道，真核生物的细胞质中也包含柠檬酸循环酶的胞质异构体。对于原核生物，柠檬酸循环元素必须存在于细胞质中。
糖酵解和其他代谢功能获得的丙酮酸不能直接进入柠檬酸循环。丙酮酸在不可逆的方式下通过丙酮酸脱氢酶复合体转化为乙酰辅酶A。在这个反应结束时，细胞质中的丙酮酸被降解，新形成的乙酰辅酶A被释放到线粒体中。然后乙酰辅酶A能够遇到柠檬酸循环酶，因为没有屏障阻止这一事件。
柠檬酸循环的第一步反应是乙酰辅酶A 与草酰乙酸缩合合成柠檬酸。第一步具有高度负的 ΔG 值，这是这个步骤不可逆的标志之一。
第二个反应使用柠檬酸作为底物，生成异柠檬酸。然而，催化该反应的酶通过两步完成其工作。首先使用柠檬酸，形成顺乌头酸。下一步，顺乌头酸酶被用来生成异柠檬酸。这解释了酶名称的来源。在这里，ΔG 是正的，但反应仍然继续朝产物方向进行，为什么？答案是基于勒沙特列原理。根据勒沙特列原理，反应倾向于朝数量减少的方向进行。在这个步骤中，异柠檬酸脱氢酶（下一步的催化剂）对异柠檬酸的消耗导致反应朝产物方向进行。
在第三步中，异柠檬酸通过异柠檬酸脱氢酶转化为α-酮戊二酸。该反应具有负的 ΔG，因此是不可逆的。
第四步包括α-酮戊二酸在名为α-酮戊二酸脱氢酶的酶的帮助下氧化为琥珀酰辅酶A。第四步被称为克雷布斯循环的最后一个不可逆步骤。
在第五步反应中，可以看到从琥珀酰辅酶A 到琥珀酸的转变。该步骤是可逆的，但由于勒沙特列原理，它仍然朝产物方向进行。
第六步由一种酶催化，这种酶同时也是TCA循环和电子传递链（ETC）的成员。该酶有两个名称，称为复合体II 和琥珀酸脱氢酶。它使用琥珀酸并释放延胡索酸。
在第七步中，观察到延胡索酸转化为苹果酸。该反应是可逆的。然而，该步骤中发现的酶具有高度立体特异性，只使用 L-苹果酸和反式延胡索酸（延胡索酸）作为底物。
第八步是最后一步，苹果酸氧化为草酰乙酸。
克雷布斯循环的调节通过调节循环中不可逆步骤的酶来实现。但也可以通过调节丙酮酸脱氢酶来控制，因为这种酶为循环提供了主要的底物乙酰辅酶A。有关丙酮酸脱氢酶的调节，请查阅生物化学/丙酮酸转化为乙酰辅酶A页面。
克雷布斯循环既作为合成代谢途径，也作为分解代谢途径。这一事件使其成为一个两栖代谢途径。如果它们被用作其他化合物的先驱，循环如何继续？答案是补充反应，它们负责补充途径中间体，并利用 NADP+ 来完成这项任务。
- Nelson, D. L., Lehninger, A. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principles of biochemistry.