Encim citrat sintaza katalizira prvi korak v celičnem presnovnem procesu, imenovanem cikel citronske kisline. Ta proces se pojavi v večini živalskih, rastlinskih in bakterijskih celic, ki proizvajajo celično energijo za življenje v obliki molekule, imenovane ATP. Prvi korak te verižne reakcije uporablja produkte presnove sladkorja za proizvodnjo snovi, imenovane citrat, ki se nato dodatno predela, da dobi energijo. Tako kot mnogi encimi se mora citrat sintaza najprej vezati na določeno molekulo, njen substrat, preden postane kemično aktivna.
Citrat sintaza se proizvaja v skoraj vseh vrstah celic. Je katalizator, ki sproži prvi korak osnovne presnovne reakcije, znane kot cikel citronske kisline ali Krebsov cikel, ki se pojavi pri vseh organizmih, ki potrebujejo kisik za presnovo. Cikel citronske kisline proizvaja ATP, molekulo, ki se uporablja za pogon osnovnih procesov živih celic, kot sta dihanje in razmnoževanje. Citratna sintaza je prvi encim v dolgi verigi katalizatorjev za Krebsov cikel, proizvedena količina pa uravnava hitrost, s katero lahko poteka celoten cikel.
Kot vsi encimi ima citrat sintaza specifično beljakovinsko strukturo, ki ji omogoča kataliziranje reakcij. V telesu obstaja v dveh ločenih stanjih glede na njegovo konformacijo ali obliko: aktivna in neaktivna sorta. Med glikolizo se sladkorna glukoza, pridobljena iz hrane, presnovi v različne kemikalije, vključno z dvema molekulama acetata, ki pomagata sprožiti Krebsov cikel. Ko jo veže molekula oksaloacetata, citrat sintaza spremeni svojo konformacijo in odpre območje na svoji površini, na katero se veže acetil-CoA.
Mehanizem citratne sintaze zahteva aktivacijo, ki se pojavi, ko se veže na spojino, imenovano njen substrat, v tem primeru oksaloacetat, v procesu, imenovanem inducirano prileganje. Neaktivna konformacija citrat sintaze je znana kot njena odprta oblika. Tako kot druge beljakovine je tudi ta encim sestavljen iz številnih molekul aminokislin. Ko se veže na oksaloacetat, se oblika spremeni, ko se nekatere aminokisline povežejo skupaj, zaprejo in tvorijo nekakšen krog okoli substrata. Ta zaprta oblika je aktivacijska oblika, ki omogoča nadaljevanje cikla citronske kisline.
Ko se encim veže na acetil-CoA, veže del acetilnih molekul na oksaloacetat, hkrati pa kemično odstrani del CoA. Preneseni del, molekula acetata z dvema ogljikoma, se nato veže na oksaloacetat, pri čemer se sintetizira nova šestogljična spojina, imenovana citrat. Ta reakcija omogoča, da se ogljikovi atomi v spojinah premaknejo naprej po ciklu citronske kisline v molekuli, ki jo je mogoče enostavno prenašati, kjer bodo sodelovali pri vrsti presnovnih transformacij, s katerimi celica ustvari več ATP.