A formação de glutamato e glutamina a partir de a-cetoglutarato envolve apenas os processos de transaminação, responsáveis pelo transporte de grupos amino no organismo para reaproveitamento ou excreção, e bem descritos na degradação de aminoácidos. A amidação do glutamato a glutamina é um processo muito bem regulado, sendo a glutamina sintase uma enzima chave no controle das necessidades da célula por compostos nitrogenados.

O a-cetoglutarato pode ainda sofrer amidação direta a partir de amônia, mas isto se trata de uma exceção na natureza e não ocorre nos animais superiores.

A conversão de glutamato a prolina se dá por três enzimas. Ocorre nesta ordem: ativação e redução do grupo carboxila, ciclização espontânea e outra redução.

A biossíntese de arginina utiliza algumas reações do Ciclo da Uréia. Também neste caso há ativação e redução do grupo carboxila do glutamato, passando posteriormente de orinitina a arginina pelas vias do Ciclo da Uréia.

Assim como estes aminoácidos, também há uma possibilidade de síntese de lisina a partir de a-cetoglutarato, mas apenas em fungos.