Tỏm bước trong chu trỡnh, quỏ trỡnh cho oxy húa cỏc nhúm acetyl 2 carbon đơn giản thành CO2 cú thể thấy là rất khoa học của cỏc tế bào sống. Vai trũ của chu trỡnh acid citric là khụng chỉ oxy húa acetate, mà con đường
này cũn là trung tõm của trao đổi chất trung gian. Cỏc sản phẩm cuối cựng 4 hoặc 5 carbon của nhiều quỏ trỡnh trao đổi chất cũng tham gia vào chu trỡnh với tư cỏch như những nhiờn liệu. Vớ dụ: oxaloacetate và α- cetoglutarate được tạo ra từ aspartate và glutamate tương ứng khi cỏc acid amin này bị phõn giải hoặc tạo thành từ cỏc sản phẩm trờn khi protein trong chế độ ăn uống bị giảm.
Phương thức được sử dụng ở cỏc sinh vật hiện đại là sản phẩm tiến húa. Trong thực tế, cú cỏc sinh vật kị khớ sử dụng một chu trỡnh acid citric chưa hoàn thiện khụng phải như một nguồn năng lượng mà là tiền chất sinh tổng hợp (hỡnh 6.35).
Hỡnh 6.35. Cỏc phản ứng khụng chu kỳ
cung cấp cỏc tiền chất sinh tổng hợp ở vi khuẩn sinh trưởng kỵ khớ. Cỏc tế bào này thiếu α-
cetoglutarate và succinyl-CoA tồn tại như cỏc tiền chất trong cỏc phản ứng sinh tổng hợp khỏc nhau (xem hỡnh 6.36).
Cỏc sinh vật này sử dụng 3 phản ứng đầu tiờn của chu trỡnh acid citric để tạo α- cetoglutarate, nhưng chỳng thiếu α- cetoglutarate dehydrogenase nờn khụng thể thực hiện hoàn thiện cỏc phản ứng cuả chu trỡnh acid citric. Chỳng cú 4 enzyme xỳc tỏc cho sự biến đổi nghịch oxaloacetate thành succinyl-CoA (hỡnh 6.35) và cỏc vi sinh vật kị khớ tạo malate, fumarate, succinate và succinyl –CoA từ oxaloacetate ở dạng nghịch đảo của quỏ trỡnh oxy húa “bỡnh thường” thụng qua chu trỡnh.
Với quỏ trỡnh tiến húa của vi khuẩn lam tạo O2 từ nước, bầu khớ quyển của trỏi đất trở nờn hiếu khớ và với sức ộp chọn lọc, cỏc sinh vật phỏt triển trao đổi chất hiếu khớ, cú hiệu quả hơn lờn men kị khớ.
5.1.5. Cỏc chất trung gian của chu trỡnh acid citric là cỏc tiền chất sinh tổng hợp quan trọng.