Hầu hết các vi sinh vật và thực vật có thể sinh tổng hợp tất cả 20 axit amino chính, trong khi ở động vật (bao gồm con người) phải nhận một số axit amino từ thức ăn.[27] Các axit amino mà một sinh vật không thể tự tổng hợp được gọi là các axit amin thiết yếu. Những enzyme quan trọng mà tham gia tổng hợp một số axit amino không có ở động vật — như aspartokinase, tham gia xúc tác ở phản ứng đầu tiên của quá trình tổng hợp lysine, methionine, và threonine từ aspartate. Nếu các axit amino có mặt trong môi trường, vi sinh vật có thể bảo tồn được năng lượng bằng cách tiếp nhận axit amino từ môi trường xung quanh chúng và điều hòa giảm sinh tổng hợp các axit amino này trong chu trình sinh dưỡng của nó.

Ở động vật, axit amino nhận được thông qua tiêu thụ thức ăn chứa protein. Protein tiêu hóa sau đó bị phân tách thành các axit amino nhờ quá trình tiêu hóa, mà điển hình bao gồm sự biến tính của protein do tiếp xúc với axit và bị thủy phân bởi enzyme xúc tác protease. Một số axit amino tiêu thụ được sử dụng để sinh tổng hợp protein mới, trong khi những axit amino khác chuyển hóa thành glucose nhờ quá trình tân tạo glucose (gluconeogenesis), hoặc tham gia vào chu trình axit citric. Việc sử dụng protein như là nhiên liệu rất quan trọng trong điều kiện thiếu ăn khi nó cho phép chính protein trong cơ thể được sử dụng để hỗ trợ sự sống, đặc biệt như được tìm thấy ở cơ.[72]