W komórkach człowieka glutaminian syntetyzowany jest na różnych drogach, np. w reakcji kwasu α-ketoglutarowego z glutaminą, katalizowanej przez dehydrogenazę glutaminianową, powstają 2 cząsteczki kwasu glutaminowego: 130px|link=Kwas α-ketoglutarowy + 130px|link=Glutamina 20px 2 140px
Enzym ten posiada dwie domeny katalityczne: o aktywności glutaminazy, która katalizuje reakcję hydrolizy glutaminy: 130px|link=Glutamina + 20px 140px +
o aktywności dehydrogenazy glutaminianowej, która katalizuje reakcję kwasu α-ketoglutarowego z powstałym w powyższej reakcji jonem amonowym, przebiegającą w obecności NAD(P)H: 130px|link=Kwas α-ketoglutarowy + + NAD(P)H 20px 140px + NAD(P)+ +
Inną ścieżką syntezy glutaminianu jest transaminacja katalizowana przez aminotransferazę glutaminianową, w której kwas α-ketoglutarowy pobiera grupę aminową z dowolnego L-aminokwasu, dostarczając mu jednocześnie atom tlenu, w wyniku czego aminokwas ten przekształcany jest w odpowiedni α-ketokwas:
Reakcja ta jest odwracalna, a jej stała równowagi jest zbliżona do 1.