Enzymet citratsyntas katalyserar det första steget i en cellulär metabolisk process som kallas citronsyracykeln. Denna process sker i de flesta djur-, växt- och bakterieceller, och producerar cellulär energi för livet, i form av en molekyl som kallas ATP. Det första steget i denna kedjereaktion använder produkterna från sockermetabolismen för att producera ett ämne som kallas citrat, som sedan bearbetas ytterligare för att ge energi. Liksom många enzymer måste citratsyntas först binda till en specifik molekyl, dess substrat, innan det blir kemiskt aktivt.
Citratsyntas produceras i nästan alla celltyper. Det är katalysatorn som initierar det första steget i den grundläggande metaboliska reaktionen känd som citronsyracykeln eller Krebscykeln, som förekommer i alla organismer som kräver syre för metabolism. Citronsyracykeln producerar ATP, en molekyl som används för att driva på de grundläggande processerna i levande celler, som andning och reproduktion. Citratsyntas är det första enzymet i den långa kedjan av katalysatorer för Krebs-cykeln, och mängden som produceras reglerar hastigheten med vilken hela cykeln kan fortgå.
Liksom alla enzymer har citratsyntas en specifik proteinstruktur som gör det möjligt för det att katalysera reaktioner. Det finns i kroppen i två separata tillstånd baserat på dess konformation eller form: en aktiv och inaktiv sort. Under glykolysen har sockret glukos, som härrör från mat, metaboliserats till olika kemikalier, inklusive två acetatmolekyler som hjälper till att initiera Krebs-cykeln. När det binds av en molekyl av oxaloacetat, ändrar citratsyntas sin konformation och öppnar ett område på dess yta som acetyl-CoA binder till.
Mekanismen för citratsyntas kräver aktivering, vilket sker när det binder till en förening som kallas dess substrat, i detta fall oxaloacetat, i en process som kallas en inducerad passform. Den inaktiva konformationen av citratsyntas är känd som dess öppna form. Liksom andra proteiner består detta enzym av många molekyler av aminosyror. När det binder till oxaloacetat ändras formen då vissa aminosyror binds samman, sluter sig och bildar en slags cirkel runt substratet. Denna slutna form är aktiveringsformen som gör att citronsyracykeln kan fortsätta.
När enzymet har bundit till acetyl-CoA, fäster det en del av acetylmolekylerna till oxaloacetat, samtidigt som det tar bort CoA-sektionen kemiskt. Den överförda delen, en acetatmolekyl med två kolatomer, binds sedan till oxaloacetat och syntetiserar en ny sexkolsförening som kallas citrat. Denna reaktion gör att kolatomerna i föreningarna kan flyttas längre ner i citronsyracykeln i en lätt transporterbar molekyl, där de kommer att delta i en serie metaboliska transformationer genom vilka cellen genererar mer ATP.