L'alanine est l'énantiomère L synthétisé par l'organisme et peut également être obtenu à partir d'aliments, tels que des sources de protéines. C'est l'un des acides aminés protéinogènes les plus courants avec la leucine, représentant environ 7,8% de la structure primaire d'un échantillon de 1150 protéines.
Chez l'homme, comme chez les autres mammifères, cet acide α-aminé est impliqué dans le cycle glucose-alanine, également appelé cycle de Cahill. Ce dernier se produit entre le foie et les tissus corporels, en particulier les muscles. Il s'agit d'une série de réactions au cours desquelles des groupes carbonés et amino sont transportés vers le foie.
Lorsque les cellules musculaires décomposent les acides aminés pour produire de l'énergie, l'azote généré par cette réaction est converti en pyruvate et en L-glutamate. Sous l'action de l'enzyme alanine transaminase, ces dernières génèrent de l'α-cétoglutarate et de la L-alanine, qui seront transportés par la circulation pour atteindre le foie. Dès que l'alanine atteint cet organe, le pyruvate est régénéré et entre dans le processus de gluconéogenèse avec la formation de glucose nécessaire aux muscles. Le L-glutamate régénéré, quant à lui, atteint les mitochondries et subit une autre réaction par l'enzyme déshydrogénase. Cela forme de l'ammonium et de l'α-cétoglutarate, qui à leur tour entrent dans le cycle de l'urée.
L'isomère D-alanine, quant à lui, se trouve également à l'état naturel dans les parois cellulaires de certaines bactéries, où il intervient dans la synthèse du peptidoglycane. Cette substance n'est rien d'autre que le premier constituant de ces membranes dites cellulaires. Cet énantiomère est également présent dans les coquilles de crustacés et de mollusques.
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