Aminorūgščių svarbą žmogaus organizmui pirmiausiai parodo tai, kad jos naudojamos baltymų sintezei, kurių metabolizmas užima svarbią vietą organizmo medžiagų apykaitos procesuose bei tarpininkauja tarp organizmo ir jį supančios aplinkos. Kai kada yra painiojamos aminorūgšties ir baltymo sąvokos, neva tai viena ir tas pats. Iš dalies tai taip ir ne. Viena pavienė aminorūgštis yra atskiras elementas, o baltymas yra junginys, sudarytas iš daug aminorūgščių.

Beveik kiekvienas žmogaus ir gyvūno kūno audinys turi baltyminių struktūrų (pvz., sausgyslės, raiščiai, kraujo hemoglobinas, kaulai ir t.t.). baltymai įeina į visus pagrindinius struktūrinius ląstelių, audinių ir kūno organų komponentus, atlieka fermentines funkcijas, dalyvauja medžiagų pernašose pro membranas ir t.t. Baltyminiai hormonai atlieka svarbų vaidmenį visų ląstelių sistemų darbo koordinacijoje.

Aminorūgštys tiesiogiai dalyvauja ne tik baltymų biosintezėje, bet ir sintezėje daugelyje kitų biologiškai aktyvių junginių, kurie reguliuoja medžiagų apykaitos procesus. Tokiems junginiams galime priskirti, pvz., kai kuriuos hormonus ar neuromediatorius. Baltymai teikia azotą visų azoto turinčių nebaltyminių junginių sintezėms, tame tarpe nukleotidams, hemo, kreatino ir kitoms medžiagoms.

Aminorūgščių katabolizmas gali pasitarnauti kaip energijos išteklius ATP sintezėje. Tokia aminorūgščių funkcija kaip energetinė, savo svarbą įgauna badaujant, esant kai kurioms patologinėms būsenoms (cukrinis diabetas ir kt.) ir maitinantis išskirtinai baltyminiu maistu. Būtent aminorūgščių apykaita gyvame organizme tarpininkauja cheminių virsmų įvairovėje.

Aminorūgštimis yra vadinamos organinės karboksirūgštys, kurių nors vienas angliavandenilinės grandinės vandenilio atomas pakeistas aminogrupe. Atsižvelgiant į NH₂– grupės padėtį, yra skiriamos α-, β-, γ- aminorūgštys.

Gamtoje (iš gyvūnų, augalų, mikroorganizmų ir kitų gyvųjų organizmų) yra išskiriama apie 300 įvairių aminorūgščių. Žmogaus organizme yra apie 60 aminorūgščių ir jų darinių, 20 iš jų yra pagrindinės baltymus sudarančios aminorūgštys. Tos 20 aminorūgščių, iš kurių sintetinami baltymai, paprastai vadinamos standartinėmis. Tuo jos skiriasi nuo nestandartinių aminorūgščių, kurios susidaro modifikuojant į baltymo molekulę įjungtas aminorūgštis.

Aminorūgštis galima apibūdinti kaip trimatės struktūros, kurios erdvėje gali būti pasuktos į vieną ar kitą pusę. Šis posūkis nulemia biologinį aminorūgščių poveikį. Tai vadinamieji L- ir D- izomerai. Visos aminorūgštys, kurios įeina į baltymų sudėtį, yra L-α-aminorūgštys ir turi NH₂– grupę, užimančią α-padėtį (išimtis yra prolinas, kuris neturi laisvos aminogrupės). α-aminorūgštys viena nuo kitos skiriasi savo šoniniais radikalais (R), kurie lemia jų fizikines ir chemines savybes. Taigi, aminorūgštys yra organinės medžiagos, turinčios karboksi- (-COOH) ir amino- grupes (-NH₂).

Paveiksle (apačioje) pavaizduota bendroji aminorūgščių formulė:

Fiziologinėmis sąlygomis (pH apie 7.4) aminorūgščių amino- ir karboksigrupės yra jonizuotos formos, todėl bendroji L-α-aminorūgščių formulė atrodo taip:

Į baltymų sudėtį įeina ir keletas retai pasitaikančių aminorūgščių (pvz., hidroksiprolinas, hidroksilizinas, aminocitrinų rūgštis ir kt.). Jos yra tų pačių 20-ties aminorūgščių dariniai. Žmogaus organizmo ląstelėse yra aminorūgščių, kurios baltymuose neaptinkamos, bet yra labai svarbios medžiagų apykaitai.

Laisvų aminorūgščių atsargos organizme apytiksliai sudaro apie 35 g. Laisvųjų aminorūgščių kiekis kraujyje vidutiniškai lygi 35-65 mg/dl. Didžioji dalis aminorūgščių įeina į baltymų sudėtį, kurių kiekis suaugusio ir normalios kūno sudėties žmogaus organizme apytiksliai sudaro 15 kg.

Laisvųjų aminorūgščių ląstelėse šaltiniai – maisto baltymai, aminorūgštys susidariusios skaidant audinių baltymus ir aminorūgščių sintezė iš angliavandenių. Daugelis ląstelių, išskyrus specialios paskirties (pvz., eritrocitai), naudoja aminorūgštis baltymų sintezei, nors jos taipogi naudojamos ir daugeliui kitų medžiagų sintezėms – membranų fosfolipidų, hemo, nukleotidams ir kt.

Tam tikros specialios saugojimo aminorūgščių formos organizme, panašios kaip gliukozės (glikogeno pavidale) arba riebalinių rūgščių (trigliceridų pavidalu), nėra. Dėl to, aminorūgščių atsargomis gali būti visi funkcionalūs ir struktūriniai audinių baltymai, pagrinde tai yra raumenų baltymai, vien dėl to, kad jų daugiau nei visų kitų likusių.

Žmogaus organizme per parą suskaidoma iki aminorūgščių apie 250-400 g baltymų, maždaug toks pat kiekis yra ir sintetinamas. Dėl to, katabolizmo sąlygose bei aminorūgštis naudojant kitų medžiagų sintezei, audinių baltymai negali papildyti aminorūgščių išeikvojimo. Pirminiais aminorūgščių šaltiniais negali pasitarnauti ir angliavandeniai, kadangi iš jų sintetinama tik daugumos aminorūgščių molekulės anglies dalis, o aminogrupė atkeliauja nuo kitų aminorūgščių. Tokiu būdu, organizmo pagrindiniai aminorūgščių šaltiniai yra maisto baltymai.

Organizmas baltymų su maistu turi gauti kasdien. Pirmiausiai baltymai yra suskaidomi (hidrolizuojami) iki aminorūgščių ir tik tada šie „statybiniai blokai” naudojami, pvz., baltyminių junginių atstatymui arba raumenų baltymų sintezei. Taigi, aminorūgštys yra tie statybiniai blokeliai iš kurių statomos raumenų skaidulos (žinoma ir ne tik jos). Organizmas naudoja jas savo augimui, atsistatymui, stiprinimui ir įvairių hormonų, antikūnų ir fermentų gamybai ir pan.. Jei baltymų suvartojama per daug, jie gali būti panaudojami kaip energijos šaltinis, šalinami kaip azoto junginiai (šlapalas) per inkstus arba atidedami organizme kaip riebalai. Per didelis suvartojamų baltymų kiekis yra rimta apkrova kepenims ir inkstams (kas nėra gerai). Taigi – baltymai patekę į organizmą yra suvirškinami ir suskaidomi į aminorūgštis, tik taip organizmas gali baltymus pasisavinti.

Manoma (t. y. galutinio įrodymo tam dar nėra), kad baltymų sintezė prasideda signalu ar grandinine reakcija (pvz., mityba, mechaninis dirgiklis, hormonas), kuri sužadina geno atsaką ir taip užsukamas augimo procesas. Sintezę veikia daugelis biologiškai aktyvių medžiagų – insulinas, testosteronas, augimo hormonas, kortizolis ir kt. Vyriškas hormonas testosteronas turi galingą poveikį baltymų sintezei, net ir be jėgos pratimų, šio hormono paskyrimas padidina kūno masę, o treniruotės šį efektą tik stiprina. Reikia žinot, kad aktyvūs jėgos pratimai didina testosterono koncentraciją kraujo plazmoje, bet maksimalūs, ribiniai krūviai gali taipogi privesti prie persitempimo ir persitreniravimo, o tada jo koncentracija kraujo plazmoje mažėja. Tuomet padidėja kortizolo koncentracija ir tai organizmui sukuria nepalankias antikatabolines sąlygas. Besaikis baltyminio maisto vartojimas taipogi neigiamai veikia testosterono kiekį kraujyje.

Insulinas taip pat veikia raumenų baltymų sintezę. Insulino kiekio padidėjimas kraujo plazmoje nulemia hipoaminoacidemiją (aminorūgščių kiekio sumažėjimas) ir kartu slopina baltymų sintezę, todėl teigiamam stimuliaciniam efektui reikalingas aminorūgščių perteklius. Remiantis šiais duomenimis reiktų atkreipti dėmesį į tai, kokios medžiagos (angliavandeniai, aminorūgštys ir pan.) ir kokiu laiku vartojamos ankstyvajame atsistatymo periode po fizinių krūvių.