Аммиак (NH3), образующийся в результате метаболизма аминокислот, детоксифицируется главным образом за счет его превращения в мочевину в печени. Фермент, катализирующий начальную конденсацию аммиака и бикарбоната, карбамилфосфатсинтаза I (CPS1), требует активации N-ацетилглутаматом, который образуется с помощью фермента N-ацетилглутаматсинтазы (NAGS). Карбамилфосфат связывается с орнитином с помощью орнитинтранскарбамилазы (ОТС) в качестве молекулы-носителя. Цитруллин образуется, транспортируется из митохондрии и связывается с аспартатом с помощью фермента аргининосукцинатсинтаза (АSS1). Аспартат в этой реакции обеспечивается митохондриальным транспортером цитрином, который является частью челнока малат-аспартат, также необходимого для рециркуляции цитозольного NADH. Полученный аргининосукцинат расщепляется аргининосукцинатлиазой (ASL) на фумарат и аргинин, который, в свою очередь, гидролизуется аргиназой до орнитина и мочевины. Мочевина, как безвредный переносчик двух N-остатков, выводится с мочой. Орнитин транспортируется обратно в митохондрии переносчиком орнитина, завершая цикл мочевины.