柠檬酸循环
途径；路径；途径（在生物学或医学领域中，指物质或信息传递的路径或机制）
在柠檬酸循环中，NADH和FADH2以还原形式被释放出来，同时产生两分子二氧化碳和一分子GTP/ATP。克雷布斯循环（柠檬酸循环）
类似于丙酮酸在线粒体中转化为乙酰辅酶A的过程，这一转化同样发生在线粒体的基质中。除了嵌入在线粒体内膜中的琥珀酸脱氢酶外，大多数柠檬酸循环酶都是可溶的。与糖酵解不同，柠檬酸循环是一个封闭的循环系统——在糖酵解中，第一阶段的产物会在最后阶段被重新利用。该循环包括八次氧化还原反应、脱水反应、水合反应以及脱羧反应，最终产生两个二氧化碳分子、一个GTP/ATP分子以及还原形式的FADH2和NADH2。由于需要将柠檬酸循环中产生的NADH和FADH2转移到其他代谢途径中，因此这是一个需氧代谢过程。如果阻止这些物质的转移，柠檬酸循环的氧化步骤也会被阻断。尽管柠檬酸循环本身不直接消耗氧气，也不会直接产生ATP。参与柠檬酸循环的生化过程
第一步通过将乙酰基（来自乙酰辅酶A）与一个四碳的草酰乙酸分子结合，可以生成一个六碳的柠檬酸分子。此外，这个过程中还涉及到一个硫醇基团（-SH），该基团会从辅酶A上分离出来并与另一个乙酰基结合。由于这一反应具有很高的能量释放效应，因此它是不可逆的。正反馈机制以及ATP的供应情况会调控这一反应的速率：ATP含量越高，反应速度越慢；相反，如果ATP供应不足，反应速率会加快。
步骤2
在将柠檬酸转化为其异构体异柠檬酸的过程中，一个水分子会被失去，同时会有另一个水分子被添加进来。
步骤3和步骤4
异柠檬酸在第三步中被氧化，生成一个五碳分子α-酮戊二酸，同时释放出两个电子和一分子二氧化碳（CO2），这两个电子使NAD+还原为NADH。ADP也通过一个与ATP和NADH相关的负反馈机制对这一过程产生正向影响。在这些步骤中，电子被释放出来，使NAD+还原为NADH，同时羧基也被释放出来并形成二氧化碳（CO2）。第三步之后生成α-酮戊二酸，第四步之后生成琥酰基。当CoA与琥酰基结合时，会形成琥酰辅酶A（succinyl CoA）。ATP、琥酰辅酶A和NADH作为反馈抑制剂，调控催化第四步反应的酶的活性。
步骤5
将辅酶A替换为磷酸盐可以形成高能键。当发生磷酸化作用时，底物上的琥酰基会被转化为琥酸盐，并同时产生鸟苷三磷酸（GTP）或三磷酸腺苷（ATP）。根据酶所在的组织不同，它可能具有两种不同的形式，这两种形式被称为同工酶。例如，心肌和骨骼肌会吸收大量的ATP，而这些组织本身也会产生ATP。在富含合成代谢途径的组织中（如肝脏），则存在另一种形式的酶，这种酶会生成GTP。尽管GTP在能量上与ATP相当，但其应用范围较为有限。蛋白质的合成主要依赖于GTP。
步骤6
第六步是通过脱水反应将琥珀酸转化为延胡索酸。在转移过程中，FAD接收了两个氢原子，生成了FADH2。虽然这些氢原子中的电子能量不足以还原NAD+，但它们确实有足够的能量来还原FAD。与NADH不同，FAD这种载体直接与电子传递链相连，因此不会一直附着在酶上。这一反应由位于线粒体内膜上的线粒体酶催化完成。
步骤7
在第七步中，将富马酸加入水中生成苹果酸。柠檬酸循环以苹果酸的氧化为终点，氧化过程产生草酰乙酸，同时生成另一分子NADH。
柠檬酸循环的产物
柠檬酸循环中，每个葡萄糖分子中的乙酰基需要两个碳原子。尽管循环过程中释放的二氧化碳分子中并不包含所有新添加的碳原子，但最终所有来自原始葡萄糖分子的六个碳原子都会以二氧化碳的形式被释放出去。随着循环的进行，会生成一个FADH2分子和三个NADH分子。当这些电子载体完成有氧呼吸过程后，会形成ATP分子。每个循环还会产生一个GTP或ATP分子。柠檬酸循环是一个兼有分解代谢（catabolic）和合成代谢（anabolic）特性的循环，因为它能够合成一些非必需氨基酸合成所需的中间化合物。能量学
结合氧化磷酸化作用，电子传递链（ETC）将3个NADH氧化生成9个ATP；FADH2则生成2个ATP。在此过程中，会发生一次底物磷酸化反应；而一个乙酰辅酶A（acetyl CoA）可以产生12个ATP。重要性；意义
- 葡萄糖、脂肪和氨基酸都在克雷布斯循环（Kreb's cycle）或柠檬酸循环（citric acid cycle）中被氧化。
- 许多动物必须从葡萄糖以外的其他来源获取能量。
- 克雷布斯循环始于氨基酸（蛋白质的代谢产物）。在脱氨基过程中，丙酮酸等中间产物被生成。具体来说，丙氨酸脱氨基后生成丙酮酸，谷氨酸脱氨基后生成-酮戊二酸，天冬氨酸脱氨基后生成草酰乙酸。
- 酰基辅酶A（Acyl CoA）是在脂肪酸经过氧化反应后，在克雷布斯循环（Krebs cycle）过程中生成的。
- 在克雷布斯循环中，乙酰辅酶A（acetyl CoA）是通过脂肪酸的氧化反应生成的。当营养物质被完全氧化后，会释放出大量的能量。
- 这种酶参与糖异生、脂肪生成以及氨基酸之间的转化过程。
- 可以从许多中间化合物合成氨基酸、核苷酸、细胞色素、叶绿素等物质。
- 柠檬酸循环的运作严重依赖于维生素。烟酸、核黄素、硫胺素和泛酸作为多种酶（如 FAD、NAD）的辅因子，同时也是辅酶 A 的组成部分。
- 在物理和化学过程中，克雷布斯循环（Krebs cycle）的运作依赖于NAD+的可用性以及ATP的利用情况。
- 神经损伤与克雷布斯循环酶的基因缺陷有关。肝细胞的损伤会对生物过程产生重大影响，因为肝脏承担了大部分生物代谢功能。抽搐和昏迷是肝病中高氨血症的症状，其原因是谷氨酸的产生导致ATP生成减少，而谷氨酸在α-酮戊二酸被消耗的同时还会生成谷氨酰胺。