Aminokiseline su male jedinice koje čine proteine, a neurotransmiteri su molekule koje prenose signale preko živčanih spojeva ili sinapsi. U ljudskom živčanom sustavu neke aminokiseline djeluju kao neurotransmiteri. To uključuje glicin, gama-aminomaslačnu kiselinu (GABA), aspartat i glutamat. Neurotransmiteri aminokiselina mogu potaknuti ili inhibirati paljenje živaca u sinapsi. Smatra se da GABA i glicin uglavnom inhibiraju živčane reakcije, dok glutamat i aspartat imaju tendenciju uzbuđivanja.
U živčanim sinapsama, kraj jednog živca, ili neurona, odvojen je od početka sljedećeg razmakom poznatom kao sinaptički rascjep. Živčani signal, koji se naziva akcijski potencijal, ne može prijeći sinaptički rascjep. Umjesto toga, za prijenos impulsa koriste se endogene kemikalije kao što su neurotransmiteri aminokiselina. Živčana stanica iz koje putuje impuls poznata je kao presinaptički neuron. Presinaptički neuron proizvodi neurotransmitere aminokiselina, dok primajući ili postsinaptički neuron ima receptore koji ih vežu.
Od svih aminokiselina koje djeluju kao neurotransmiteri, GABA je jedina koja se također ne koristi za proizvodnju proteina u tijelu. GABA se stvara pomoću enzima koji je prisutan samo u neuronima. Neurotransmiteri aminokiselina poznati kao aspartat i glutamat stvaraju se unutar stanica, u sićušnim strukturama poznatim kao mitohondriji. Zatim se kreću u gel koji ispunjava stanicu, poznat kao citoplazma, prije nego što budu zatvoreni u mjehuriće zvane vezikule.
Glicin se također proizvodi unutar mitohondrija. Otrov poznat kao strihnin blokira receptore glicina na postsinaptičkim neuronima. To sprječava da se glicin veže i da proizvede svoj inhibitorni učinak na živce, tako da dolazi do nesuprotstavljene ekscitacije. Određeni mišići, poput dijafragme, ne mogu se opustiti. Osoba s trovanjem strihninom može postati nesposobna disati, s potencijalno smrtonosnim posljedicama.
Proizvodnja GABA zahtijeva enzim poznat kao dekarboksilaza glutaminske kiseline (GAD). To znači da se GAD protutijela, proteini s receptorima koji se vežu na GAD, mogu koristiti za identifikaciju koji neuroni proizvode GABA, a ne druge neurotransmitere aminokiselina. GABA je glavni neurotransmiter koji uzrokuje inhibiciju na živčanim sinapsama u cijelom živčanom sustavu. Alkohol u mozgu veže se na GABA receptore, dodajući svoj učinak smanjenja aktivnosti neurona. To je jedan od razloga zašto alkohol može djelovati kao sedativ.
Unutar središnjeg živčanog sustava, glutamat je glavni neurotransmiter koji uzrokuje ekscitaciju u živčanim sinapsama. Višak glutamata može biti otrovan, budući da se neuroni oštećuju ako je ekscitacija produljena. Oštećenje mozga i moždani udar ponekad mogu uzrokovati višak glutamata, što onda dovodi do oštećenja i daljnjeg gubitka moždanih stanica.