Alanin ist eine Aminosäure; das sind die Bausteine von Proteinen. Alle Aminosäuren haben eine identische Grundstruktur, jedoch sind einzelne Anteile auf diese Grundstruktur aufgeklebt. Im Fall von Alanin ist dieser Anteil eine der einfachsten aller Aminosäuren mit nur einem Kohlenstoff- und drei Wasserstoffatomen. Das genaue Aussehen der Struktur von Alanin kann variieren, je nachdem ob das Alanin in der Natur vorkommt oder synthetisch hergestellt wird.
Alanin enthält insgesamt 13 verschiedene Atome. Dazu gehören sieben Wasserstoffe, drei Kohlenstoffe und zwei Sauerstoffe sowie ein Stickstoff. Der größte Teil der Struktur von Alanin besteht aus einer grundlegenden Ansammlung von Atomen, die allen Aminosäuren gemeinsam ist. 20 Aminosäuren kommen in der Natur vor, und jede davon unterscheidet sich nur in einem Teil ihrer Struktur, der als R-Gruppe bekannt ist.
Die Grundstruktur der Aminosäure dreht sich um ein Kohlenstoffatom im Zentrum des Moleküls. Darauf kleben drei verschiedene Teile, die als Aminogruppe, Carbonsäuregruppe und ein einzelner Wasserstoff bezeichnet werden. Eine Aminogruppe enthält drei Wasserstoffatome und ein Stickstoffatom, während die Carbonsäuregruppe einen Kohlenstoff und zwei Sauerstoffatome enthält. Der einsame Wasserstoff befindet sich neben dem zentralen Kohlenstoff; die anderen beiden Gruppen befinden sich entlang einer horizontalen Ebene, mit Kohlenstoff und Wasserstoff in der Mitte.
Wo sich die Struktur von Alanin von anderen Aminosäuren unterscheidet, ist die R-Gruppe. Diese R-Gruppe besteht aus einem Kohlenstoff und drei Wasserstoffatomen und ist im Vergleich zu den meisten anderen Aminosäuren recht einfach. Aufgrund dieser Struktur ist Alanin ein neutrales Molekül ohne starke negative oder positive elektrische Wechselwirkung mit anderen Molekülen. Die R-Gruppe steht senkrecht zur Horizontalebene der anderen Komponenten.
Chiralität ist ein wichtiges Konzept im Umgang mit der Aminosäurestruktur. Dieses Konzept kann als zwei chemisch identische Moleküle beschrieben werden, die Spiegelbilder voneinander sind. Hinsichtlich der Struktur von Alanin kann das Spiegelbild auftreten, wenn die am zentralen Kohlenstoff haftenden Gruppen auf die andere Seite des Kohlenstoffs getauscht werden. Menschliche Hände mit identischen Komponenten, aber offensichtlichen Unterschieden in der Struktur können dies veranschaulichen. Jedes Spiegelbild ist als L-Isomer oder R-Isomer bekannt, wie eine linke oder rechte Hand.
In der Natur kommt nur das L-Isomer von Alanin vor, aber wenn der Mensch Alanin synthetisch herstellt, kann auch das R-Isomer vorkommen. Alanin-Moleküle mit Rechtshändigkeit sind jedoch für die Proteinbildung bei Tieren nicht geeignet, da die Zellmaschinerie nur das L-Isomer erkennt. Wissenschaftliche Techniken können das Vorhandensein von L- oder R-Isomeren in einer Probe anhand der Art und Weise identifizieren, in der sie die auf sie eingestrahlten Lichtstrahlen lenken.