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

Source : "Principes de Biochimie" Horton et al. (1994), Ed. DeBoeck Universités

Figure ci-dessous :

• (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.

Voir un cours de bioénergétique.