α-酮酸類似物是沒有任何氨基集團的簡單 碳鏈。這些 酮基類似物不含氮元素，也不產生含氮產物。同時，α-酮酸類似物可接受氨基，在生物體內重新構成相應的氨基酸。此反應是在 轉氨酶作用下完成，由產 尿素的 非必需氨基酸，如 谷氨酸和 丙氨酸來提供氨基。
α-酮酸類似物可由 亮氨酸， 纈氨酸， 異亮氨酸等 支鏈氨基酸合成，也可由 苯丙氨酸合成，而 羥基類似物可由蛋氨酸合成。 支鏈術語是用來描述氨基酸中碳集團的特殊構成：有2條 側鏈結合在 碳骨架上。
色氨酸和 組氨酸的α-酮酸類似物很難合成，而 賴氨酸和 蘇氨酸的酮基類似物不參與轉氨基反應，用它們替代相應氨基酸無效，故 復方α-酮酸片中它們仍保留為氨基酸。對極 低蛋白飲食病人補充氨基酸及 酮基類似物混合制劑，能滿足他們每天的氨基酸需要，但是，與純氨基酸制劑比較，則含氮量要低很多（大約50%）。
除了重新利用氮，酮基類似物還有刺激蛋白合成和抑制蛋白分解的能力。特別是酮亮氨酸，或許還有亮氨酸，在離體試驗中可以增加蛋白合成。這種酮基類似物引起 多核糖體聚合增加。而且，酮 亮氨酸能刺激氨基轉移 酶活性。在正常生理狀態的人和尿毒癥患者中，酮亮氨酸和亮氨酸都可以通過增加蛋白的合成和（或）減少蛋白的降解對 蛋白質代謝產生重要的影響。給予酮基類似物還可在一定程度上糾正尿毒癥患者的氨基酸構成，而且， 含硫氨基酸攝入的減少有助于糾正患者的 代謝性酸中毒。
另外，由于使用補充 必需氨基酸（ 酮酸）的 低蛋白飲食能降低尿蛋白的排泄，而有助于 血漿白蛋白升高和維持 營養狀態各項指標于正常范圍。