La enzima Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa u oxoglutarato deshidrogenasa (succinil transferidora), EC 1.2.4.2 Archivado el 28 de agosto de 2008 en Wayback Machine., cataliza la siguiente reacción utilizando como cofactor la tiamina difosfato.

2-oxoglutarato + (dihidrolipoil-lisina-residuo succiniltransferasa) lipoil-lisina ${\displaystyle \rightleftharpoons }$ (dihidrolipoil-lisina-residuo succiniltransferasa) S-succinildihidrolipoil-lisina+ CO₂

Esta enzima está presente en la matriz mitocondrial y forma parte del complejo multienzimático 2-oxoglutarato deshidrogenasa en la que múltiples copias de la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa (E1) están unidas a un núcleo de moléculas de la dihidrolipoil-lisina-residuo succiniltransferasa (E2) que a su vez también se une a varias moléculas de la dihidrolipoil deshidrogenasa (E3). La alfa-cetoglutarato deshidrogenasa no actúa sobre lipoamidas o lipoil-lisinas libres. El complejo 2-oxoglutarato deshidrogenasa cataliza la conversión global del 2-oxoglutarato a succinil-CoA y dióxido de carbono (quinta reacción del ciclo de Krebs).