Ce chapitre traite de la structure et du mécanisme de la citrate synthase. L’enzyme citrate synthase qui catalyse la réaction à l’entrée dans le cycle de l’acide citrique, forme un système exceptionnel pour l’étude des mécanismes enzymatiques, des interactions enzyme–substrat, du changement conformationnel, du repliement des protéines, de l’assemblage quaternaire des structures biologiques et du ciblage des organites. La citrate synthase fournit un système dans lequel l’exemple le plus simple d’assemblage structural quaternaire à un oligomère actif peut être étudié. Chez les eucaryotes, l’enzyme est un dimère dans lequel chaque sous-unité apporte des groupes fonctionnels au site actif de l’autre. Le dimère peut être dénaturé de manière réversible en monomères inactifs. L’enzyme ne nécessite pas de cofacteurs inhabituels ou d’ions métalliques pour son activité; c’est l’une des rares enzymes capables de catalyser la synthèse d’une liaison carbone–carbone, et elle le fait à une vitesse qui se rapproche de la limite de diffusion. La citrate synthase a été découverte dans pratiquement tous les organismes examinés. L’enzyme catalyse la condensation réversible de l’acétyl-CoA pour former du citryl-CoA, qui est ensuite hydrolysé pour donner du citrate et de la coenzyme A. Ainsi, l’enzyme ferme la boucle du cycle de l’acide citrique, régénérant le citrate composé à six carbones à partir de l’oxaloacétate composé à quatre carbones.