Каноническая (протеиногенная) аминокислота с двумя карбоксильными группами, входящая в состав белков. В обменных процессах играет ключевую роль в катаболизме аммиака и, наряду с глютамином, используется как донор аминогруппы в реакциях трансаминирования. Является также ключевым возбудительным медиатором (нейромедиатором) головного мозга, обеспечивающим глютаматэргическую сигнализацию*. Связывается с рецепторами двух типов, расположенными на поверхности нейронов, один из которых – ионотропный (канальный рецептор на постсинаптической мембране), а другой – метаботропный (см. Метаботропные рецепторы). В свою очередь выделяют два вида канальных рецепторов: один – NMDA-рецептор (N-метил-D-аспартат рецептор) – делает синапс более возбудимым, а другой AMPA-рецептор (связывает α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолпропионовую кислоту (acid)) делает синапс менее возбудимым. Кроме того, эта аминокислота, оберегает головной мозг от образующегося в нём при обменных процессах аммиака (суммарная реакция: глютамат + NH4+→глютамин→кровоток) (см. Нейромедиаторы, Глютаматы). Синоним – глютамат (глутамат).
*Почти 90 % возбуждающих синапсов коры головного мозга используют глютамат. Поскольку глутамат является основным возбуждающим медиатором коры головного мозга, считается, что глутаматные синапсы потребляют до 90 % энергии, идущей на поддержание работы мозга.
Интересно отметить, что гребневики (Ctenophora, которые существуют ∼500 млн. лет), имеющие особый тип древнейшей нервной системы, используют только один тип нейротрасмиттеров – глутамат, но у них в геноме закодированы к нему множество различных рецепторов.