Enzima Citrat Synthase catalizează primul pas într-un proces metabolic celular numit ciclul de acid citric. Acest proces are loc în majoritatea celulelor animale, vegetale și bacteriene, producând energie celulară pentru viață, sub forma unei molecule numite ATP. Primul pas al acestei reacții în lanț folosește produsele metabolismului zahărului pentru a produce o substanță numită citrat, care este ulterior procesată pentru a produce energie. La fel ca multe enzime, citrat sintaza trebuie mai întâi să se lege de o moleculă specifică, substratul acesteia, înainte de a deveni activă chimic.
Citrat sintetaza este produsă în aproape fiecare tip de celule. Este catalizatorul care inițiază prima etapă a reacției metabolice de bază cunoscută sub numele de ciclul acidului citric sau ciclul Krebs, care apare în toate organismele care au nevoie de oxigen pentru metabolism. Ciclul acidului citric produce ATP, o moleculă folosită pentru a alimenta procesele de bază ale celulelor vii, cum ar fi respirația și reproducerea. Citrat sintetaza este prima enzimă din lanțul lung de catalizatori pentru ciclul Krebs, iar cantitatea produsă reglează viteza la care se poate desfășura întregul ciclu.
Ca toate enzimele, citrat sintetaza are o structură proteică specifică care îi permite să catalizeze reacțiile. Există în organism în două stări separate în funcție de conformația sau forma sa: o varietate activă și inactivă. În timpul glicolizei, glucoza de zahăr, derivată din alimente, a fost metabolizată în diferite substanțe chimice, inclusiv două molecule de acetat care ajută la inițierea ciclului Krebs. Când este legată de o moleculă de oxalacetat, citrat sintetaza își schimbă conformația și deschide o regiune pe suprafața sa de care se leagă acetil-CoA.
Mecanismul citrat sintetazei necesită activare, care are loc atunci când se leagă de un compus numit substratul său, în acest caz oxaloacetat, într-un proces numit potrivire indusă. Conformația inactivă a citrat sintetazei este cunoscută ca forma sa deschisă. Ca și alte proteine, această enzimă este formată din multe molecule de aminoacizi. Când se leagă de oxalacetat, forma se schimbă pe măsură ce anumiți aminoacizi sunt legați între ei, închizându-se și formând un fel de cerc în jurul substratului. Această formă închisă este forma de activare care permite continuarea ciclului acidului citric.
Odată ce enzima s-a legat de acetil-CoA, ea atașează o porțiune din moleculele de acetil la oxaloacetat, îndepărtând în același timp chimic secțiunea de CoA. Partea transferată, o moleculă de acetat cu doi atomi de carbon, este apoi legată de oxaloacetat, sintetizând un nou compus cu șase atomi de carbon numit citrat. Această reacție permite atomilor de carbon din compuși să fie mutați mai departe în ciclul acidului citric într-o moleculă ușor transportabilă, unde vor lua parte la o serie de transformări metabolice prin care celula generează mai mult ATP.