谷氨酸合成酶（GOGAT)广泛分布于植物中，植物吸收的无机氮经硝酸还原酶（NR）和亚硝酸还原酶（NIR）还原成NH4+后，通过谷氨酰胺合成酶（GS）参与的GS/GOGAT途径才能进行氮素的同化和利用。GOGAT一般包含两类:一类是多存在于叶绿体（叶片）中的Fd-GOGAT，另一类是多存在于非绿色组织（根）前质体中的NADH-GOGAT。
Fd-谷氨酸合成酶（Fd-GOGAT, EC 1.4.7.1) 催化谷氨酰胺的氨基转移到α-酮戊二酸，形成两分子的谷氨酸；再用特异于谷氨酸的酶复合体分解谷氨酸，同时与显色剂反应生成黄色物质，该物质在450nm处有最大吸收峰，进而得到Fd-谷氨酸合成酶的酶活性大小。
该酶催化反应：L-glutamine+2-oxoglutarate+2reduced ferredoxin+2H+ = 2L-glutamate+2 oxidized ferredoxin。