L-谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化脱羧，γ-氨基丁酸生物合成的主要途径，此过程需要辅酶磷酸吡哆醛、鸟氨酸和丁二氨，在某些情况下也可以转化γ-氨基丁酸，但它们也都是由谷氨酸生成的，所以说生物体内 γ-氨基丁酸的 来源就是谷氨酸。在哺乳动物的神经细胞内，首先 -氨基丁酸在 γ-氨基丁酸转氨酶的催化作用下形成琥珀酸半醛，然后在琥珀酸半醛脱氢酶的催化作用下生成琥珀酸，进入三羧酸循环，这一系列反应与谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧的反应一起构成了 α-酮戊二酸氧化成琥珀酸的另一条支路，叫做 γ-氨基丁酸支路