α-酮酸类似物是没有任何氨基集团的简单 碳链。这些 酮基类似物不含氮元素，也不产生含氮产物。同时，α-酮酸类似物可接受氨基，在生物体内重新构成相应的氨基酸。此反应是在 转氨酶作用下完成，由产 尿素的 非必需氨基酸，如 谷氨酸和 丙氨酸来提供氨基。
α-酮酸类似物可由 亮氨酸， 缬氨酸， 异亮氨酸等 支链氨基酸合成，也可由 苯丙氨酸合成，而 羟基类似物可由蛋氨酸合成。 支链术语是用来描述氨基酸中碳集团的特殊构成：有2条 侧链结合在 碳骨架上。
色氨酸和 组氨酸的α-酮酸类似物很难合成，而 赖氨酸和 苏氨酸的酮基类似物不参与转氨基反应，用它们替代相应氨基酸无效，故 复方α-酮酸片中它们仍保留为氨基酸。对极 低蛋白饮食病人补充氨基酸及 酮基类似物混合制剂，能满足他们每天的氨基酸需要，但是，与纯氨基酸制剂比较，则含氮量要低很多（大约50%）。
除了重新利用氮，酮基类似物还有刺激蛋白合成和抑制蛋白分解的能力。特别是酮亮氨酸，或许还有亮氨酸，在离体试验中可以增加蛋白合成。这种酮基类似物引起 多核糖体聚合增加。而且，酮 亮氨酸能刺激氨基转移 酶活性。在正常生理状态的人和尿毒症患者中，酮亮氨酸和亮氨酸都可以通过增加蛋白的合成和（或）减少蛋白的降解对 蛋白质代谢产生重要的影响。给予酮基类似物还可在一定程度上纠正尿毒症患者的氨基酸构成，而且， 含硫氨基酸摄入的减少有助于纠正患者的 代谢性酸中毒。
另外，由于使用补充 必需氨基酸（ 酮酸）的 低蛋白饮食能降低尿蛋白的排泄，而有助于 血浆白蛋白升高和维持 营养状态各项指标于正常范围。