A Arginina e a Histidina possuem cinco átomos de carbono adjacentes e um sexto carbono ligado através de um átomo de nitrogênio. Portanto, a conversão catabólica destes dois aminoácidos em glutamato é um pouco mais complexa.

No ciclo da uréia, a arginina é convertida no esqueleto carbônico de cinco átomos da ornitina e esta é transaminada em glutamato semialdeído. A Arginina é um dos poucos aminoácidos para o qual não há uma reação de desaminação, doando grupamento amino diretamente no ciclo da uréia. Pode ainda ser completamente degradada para obtenção de energia, ou utilizada como precursora de várias poliamidas. Além do ciclo da uréia, pode ser convertida a ornitina via citrulina.

A conversão da histidina na estrutura de cinco átomos de carbono do glutamato ocorre em uma via de muitos passos.

O a-cetoglutarato, além do ponto final de degradação, é também a molécula precursora destes aminoácidos. Apesar de formarem um ciclo, poucas enzimas em comum são utilizadas.

Glutamato e Glutamina geram a-cetoglutarato por transaminação, nas vias de interconversão descritas para transporte do grupamento amino.

O anel da Prolina é rompido (e aberto) por oxidação do carbono mais distante do grupo carboxila.