细胞内两个主要的谷氨酰胺代谢酶是谷氨酰胺分解酶和谷氨酰胺合成酶，前者将谷氨酰胺分解成谷氨酸和氨，后者将谷氨酸和氨合成谷氨酰胺，人体不同组织有不同的反应方向。例如，在肌肉、肝脏、大脑、肺和脂肪细胞，谷氨酰胺的合成反应占明显优势;而在肠细胞和免疫细胞(淋巴细胞和巨嗜细胞)内，谷氨酰胺则被大量用来提供细胞能量和供应细胞内DNA和RNA的合成。