通过线粒体中的两步生化途径（Dale 1978），在原核生物和真核生物中降解L-苏氨酸对甘氨酸的降解。在第一步中，L-苏氨酸被氧化成2-氨基-3-氧脱酸酯。该反应由线粒体L-苏氨酸3-脱氢酶四聚体（TDH四聚体）催化。在第二步中，线粒体2-氨基-3-酮丁酸酯辅酶（GCAT，AKA KBL）催化2-氨基-3-氧脱酯酸酯和辅酶A之间的反应形成甘氨酸和乙酰辅酶。GCAT在二聚体形式中纳入线粒体内膜，需要吡哆醛5-磷酸（PXLP）作为辅因子。据认为，与TDH复合物的线粒体内膜存在。随着这两种酶一起，它会阻止2A-3obu的快速和自发的脱羧至氨基丙酮和二氧化碳，而是导致甘氨酸形成（Tressel等，1986）。