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  α-酮戊二酸是三羧酸迴圈中的一個關鍵物質,在迴圈中的位置位於異檸檬酸之後以及琥珀醯輔酶A之前。在這一部位,回補反應可以通過自穀氨酸的轉氨基作用產生α-酮戊二酸而達到補充此中間代謝產物的目的,通過穀氨酸脫氫酶作用於穀氨酸也可以達到這一目的。

  穀氨酸在谷氨醯胺合酶的作用下可以生成谷氨醯胺,此酶使用一分子ATP以產生谷氨醯磷酸鹽;這一中間產物被作為親核試劑的氨攻擊,從而形成谷氨醯胺與無機磷酸。

  α-酮戊二酸的另一個作用是結合細胞中形成的氮素,因此阻止了細胞中氮素的過度積累。  α-酮戊二酸是代謝途徑中最重要的氮素運載體之一。氨基酸的氨基通過轉氨基作用被結合到α-酮戊二酸之上,並隨著血液載到肝臟,在肝臟中氨進入尿素迴圈。  α-酮戊二酸被轉氨基化後與谷氨醯胺一起形成興奮性神經遞質穀氨酸。穀氨酸之後可被脫羧(需要維生素B)從而形成抑制性神經遞質GABA。  據報道,蛋白質攝入過多、接觸鋁過多、雷氏症候群、肝硬化以及尿素迴圈紊亂時會產生高氨或高氮素水平。

  在涉及到分子氧的氧化反應時,α-酮戊二酸以作為共底物的形式發揮重要作用。  分子氧(O)在加氧酶的催化下直接氧化許多化合物以為生物體產生重要的產物,例如抗生素類等。在加氧酶中,α-酮戊二酸與主要底物一同被氧化從而幫助反應的進行。事實上,有一種α-酮戊二酸依賴型加氧酶的作用是作為一個O感測器,這樣可以告訴生物體此種環境下的氧氣分壓水平。

  α-酮戊二酸作為膳食補充品出售,商品名為AKG或a-KG,賣給健身愛好者或健美運動員,銷售方聲稱這種物質可以提高訓練頂峰時的表現。銷售方聲稱這是基於“研究表明過多的氨可以結合到α-酮戊二酸上被帶走以減少氨中毒帶來的眾多問題”。然而,表現出α-酮戊二酸可以減少氨中毒有效的唯一研究僅僅用於已進行血液透析的患者。

  α-酮戊二酸可由下列過程產生:  α-酮戊二酸可以用於產生下列物質:
α-酮戊二酸(英語:α-Ketoglutaric acid,較早的文獻稱為英語:2-Oxoglutaric acid)是戊二酸的兩種帶酮基的衍生物中的一種(如果不特別說明,“酮戊二酸”這個術語大多數指的就是α型。β-酮戊二酸只是酮基的位置不同而已,並且不太常用)。