Glutamat dehidrojenaz, hem NAD hem de NADP’ yi koenzim olarak kullanabilen bir enzimdir. Reaksiyon mitokondride gerçekleşir ve reversibl olup yönü glutamat, a-ketoglutarat ve amonyak konsantrasyonuna ve okside: redükte koenzimlerin oranına bağlıdır. örnek; protein içeren bir yemeğin yenmesinden sonra karaciğerdeki glutamat düzeyleri yükselir. Reaksiyon amino asit yıkımı ve amonyak oluşumu yönünde ilerler. ATP ve GTP, giutamat dehidrojenazın allosterik inhibitörleri; GDP ve ADP ise aktivatörüdürler. Bu şekilde hücre içinde enerji düzeyi düşük olduğunda glutamat dehidrojenaz tarafından glutamat yıkımı artar ve elde edilen a-ketoglutarat TCA döngüsü için substrat olarak kullanılır. Katalizlediği reaksiyonda açığa çıkan serbest amonyak üre döngüsünün ilk basamağında karbamoil fosfat sentetaz-1 için substrattır.