La cellule est capable d'utiliser l'énergie dégagée par l'hydrolyse de l'ATP pour synthètiser d'autres molécules.

Par exemple, la synthèse de la glutamine à partir du glutamate par la glutamine synthétase se déroule de la manière suivante :

• le carboxylate du glutamate est phosphorylé pour former du γ-glutamyl phosphate ;
• cet intermédiaire phosphorylé est plus instable que le métabolite de départ et il est donc plus réactif ;
• l'attaque d'un nucléophile, l'ammoniac (NH₃) chasse le phosphate pour former la glutamine.

(a) Mécanisme aligné du transfert de groupe phosphoryle.

(b) Intermédiaire pentacovalent du mécanisme aligné dans lequel le nucléophile et le groupe partant occupent des positions apicales.

Source : "Principes de Biochimie" Horton, Moran, Ochs, Rawn et Scrimgeour (1994), Ed. DeBoeck Universités