Produktami reakcji są pięciowęglowy α-ketoglutaran, CO2 oraz NADH.
Oksydacyjna dekarboksylacja thumb|left|ΔG'° = −30,1 kJ/mol thumb|Kompleks dehydrogenazy α-ketoglutaranowej u Escherichia coli Α-ketoglutaran ulega oksydacyjnej dekarboksylacji analogicznej do reakcji, w której substratem jest pirogronian. Tym razem proces katalizuje kompleks dehydrogenazy α-ketoglutaranowej (EC 1.2.4.2). Kompleks składa się z trzech części, dehydrogenazy/dekarboksylazy α-ketoglutaranowej (E1), bursztynylotransferazy (E2) dehydrogenazy dihydroliponianowej (E3). Utlenianie i dekarboksylacja podobnie jak w przypadku pirogronianu wymaga następujących kofaktorów: pirofosforan tiaminy, TPP (aktywna postać witaminy z grupy B), na który przeniesieniu ulega substrat, by odłączyć CO2 liponamid (amid kwasu liponowego) – przenosi z TPP zdekarboksylowaną resztę pochodzącą od ketoglutaranu, redukując się koenzym A – odbiera tę resztę liponamidowi, w wyniku czego powstaje bursztynylo-CoA, zwany także sukcynylo-CoA dinukleotyd flawinoadeninowy, FAD – utlenia zredukowany liponamid, przekształcając się w FADH2 dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy, NAD+ – utlenia z kolei zredukowany FADH2, przechodząc w NADH.
Powstający NADH ulega następnie utlenieniu w reakcjach łańcucha oddechowego.
Fosforylacja substratowa thumb|left|ΔG'° = −3,3 kJ mol−1 thumb|Budowa syntetazy bursztynylo-CoA u dzika euroazjatyckiego