단백질은 아미노산 사슬로 이루어져 있습니다. 세포는 단백질을 구성하는 데 20가지 표준 아미노산을 사용합니다. 각 아미노산은 알파 탄소라고 불리는 중심 탄소에 아미노기, 카르복실기, 수소 원자, 그리고 R기라고 불리는 곁사슬이 결합되어 있습니다. R기는 각 아미노산을 서로 다르게 만드는 요소입니다. R기는 글리신처럼 단순한 수소 원자일 수도 있고, 트립토판처럼 인돌 고리처럼 복잡한 구조일 수도 있습니다.

아미노산은 펩타이드 결합을 통해 서로 연결됩니다. 한 아미노산의 카르복실기가 다른 아미노산의 아미노기와 반응하여 물 분자를 방출하고 결합을 형성합니다. 이렇게 형성된 사슬이 폴리펩타이드입니다. 아미노산 서열은 단백질의 접힘 구조를 결정하고, 접힌 구조는 단백질의 기능을 결정합니다. 아미노산 하나만 잘못되어도 질병이 발생할 수 있습니다. 겸형 적혈구 빈혈은 헤모글로빈에서 글루탐산이 발린으로 치환될 때 발생하는 질병입니다.

20가지 필수 아미노산 중 9가지는 인체가 스스로 합성할 수 없으므로 반드시 음식으로 섭취해야 하는 필수 아미노산입니다. 나머지 9가지는 인체가 합성할 수 있는 비필수 아미노산입니다. 고기, 달걀, 유제품에 함유된 완전 단백질은 9가지 필수 아미노산을 모두 포함하고 있습니다. 식물성 단백질은 종종 하나 이상의 필수 아미노산이 부족하기 때문에 쌀과 콩처럼 여러 식품을 함께 섭취하면 완전 단백질을 얻을 수 있습니다.

아미노산은 보충제, 향미 증진제, 신경전달물질의 전구체로도 사용됩니다. 글루탐산은 흥분성 신경전달물질이며 감칠맛의 원천입니다. 트립토판은 세로토닌의 전구체입니다. 글리신은 진정 작용을 하는 신경전달물질입니다.