合细胞中形成的氮素，因此阻止了细胞中氮素的过度积累。α-酮戊二酸是代谢途径中最重要的氮素运载体之一。氨基酸的氨基通过转氨基作用被结合到α-酮戊二酸之上，并随着血液载到肝脏，在肝脏中氨进入尿素循环。α-酮戊二酸被转氨基化后与谷氨酰胺一起形成兴奋性神经递质谷氨酸。谷氨酸之后可被脱羧（需要维生素B）从而形成抑制性神经递质GABA。据报道，蛋白质摄入过多、接触铝过多、雷氏症候群、肝硬化以及尿素循环紊乱时会产生高氨或高氮素水平。
与氧分子的关系.在涉及到分子氧的氧化反应时，α-酮