Vzniká acetyldihydrolipoát Nejdůležitější sloučeninou této fáze je koenzym A (CoA-SH), který je přenašečem acylových zbytků. Koenzym A reaguje se vzniklým acetyldihydrolipoátem za vzniku pro další fázi velmi důležitého acetylkoenzymu A a dihydrolipoátu. Ten se pro další průběh reakce musí vrátit zpět do formy lipoátu. K tomu napomáhá oxidační činidlo NAD+ a třetí enzym - vznikne redukovaný koenzym NADH+H+, lipoát a celý systém se vrací do původního stavu.

V druhé fázi procesu tedy vzniká NADH+H+, acetylkoenzym A a uvolňuje se oxid uhličitý.

kyselina pyrohroznová + lipoát ® CH3-CO-dihydrolipoát
CH3-CO-dihydrolipoát + CoA-SH ® CH3-CO-S-CoA + dihydrolipoát
dihydrolipoát + NAD+ ® lipoát + NADH+H+

Citrátový (Krebsův) cyklus

Zde se uskutečňuje úplná oxidace uhlíků acetylového zbytku acetylkoenzymu A. Probíhá v matrixu (vnitřní části) mitochondrií a nese jméno podle prvního z meziproduktů a také podle objevitele Krebse. Do cyklu vstupuje acetylkoenzym A a reaguje s kyselinou oxaloctovou, která představuje vstupní i výstupní sloučeninu cyklu. Vznikne kyselina citronová, koenzym A a H+. Vzniklá kyselina se isomeruje na kyselinu isocitronovou, která je schopna dehydrogenace. Rozklad kyseliny isocitronové odštěpením vodíku se současnou dekarboxylací vede ke vzniku další kyseliny - kyseliny ketoglutarové, CO2 a vodíku v podobě redukovaného koenzymu NADH+H+. Kyselina ketoglutarová podléhá oxidační dekarboxylaci za vzniku sukcinylkoenzymu A a uvolnění dalších molekul NADH+H+ a CO2. Sukcinylkoenzym A se však musí přeměnit na vstupní sloučeninu - kyselinu oxaloctovou, a proto reaguje s fosfátovým iontem. Přes několik meziproduktů vznikne kyselina oxaloctová, energie v podobě GTP (guanosintrifosfát) a redukované koenzymy NADH+H+ a FADH2 (flavinadenindinukleotid).

acetylkoenzym A + kyselina oxaloctová ® kyselina citronová + koenzym A + H+
kyselina citronová ® kyselina isocitronová
kyselina isocitronová ® NADH+H+ + CO2 + kyselina ketoglutarová
kyselina ketoglutarová ® sukcinylkoenzym A + NADH+H+ + CO2
sukcinylkoenzym A ® kyselina oxaloctová + GTP + NADH+H+ + FADH2

Dýchací řetězec

Závěrečnou fází procesu je dýchací řetězec, který probíhá v mitochondriích - v biomembránách krist (kristy jsou výběžky vnitřní membrány). Nejdůležitější sloučeninou, která se zde zapojuje, je redukovaný koenzym NADH+H+. Vodík, který je aktivován v redukovaném koenzymu, se rozštěpí na protony a elektrony. Elektrony jsou pomocí cytochromů transportovány na kyslík za vzniku oxoniového aniontu O2-. Protony jsou přemístěny na vnější stanu membrány. Rozmístění protonů je však nerovnoměrné - vznikne tzv.