Grupa aminokwasów białkowych, w skład, której wchodzi tryptofan, to taka która zawiera cząsteczki głównie wykorzystywane do syntezy białek. Aminokwasy białkowe są najmniejszymi składowymi szkieletu peptydowego i białek organizmów żywych. Aminokwasy są prekursorami wspomnianych wcześniej zasad azotowych, hemoglobiny, amin biogennych, kreatyny, elastyny, kolagenu oraz wielu innych cząsteczek. Wszystkie aminokwasy białkowe są niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, a zaburzenia enzymów odpowiedzialnych za ich przemiany mogą prowadzić do powstania tzw. bloków metabolicznych.
W wyniku dekarboksylacji aminokwasów powstają aminy biogenne. Przykładem tych związków jest np. serotonina, powstająca z tryptofanu. Melatonina również należy do pochodnych tryptofanu. Aminy biogenne odgrywają kluczowe role w metabolizmie człowieka.
Tryptofan będący prekursorem serotoniny (5-hydroksytryptaminy; 5-HT), uczestniczy w szlaku serotoninergicznym. Po spożyciu żywności bogatej w tryptofan, aminokwas ten jest transportowany do mózgu i przekształcany w serotoninę, która jest neuroprzekaźnikiem. Enzym hydroksylaza tryptofanu, odpowiedzialny za przekształcanie tryptofanu w 5-hydroksytryptofan, zwykle nie jest w pełni nasycony. Zwiększenie poziomu tryptofanu może nasycić ten enzym, co podnosi poziom serotoniny.
Serotonina działa jako pozytywny modulator melatoniny. Melatonina to hormon regulujący fizjologiczny sen, i sygnalizujący sen, który jest wydzielany przez organizm w nocy. Aktywność enzymu przekształcającego serotoninę w melatoninę jest hamowana przez światło, dlatego w ciemności szyszynka wydziela melatoninę. Melatonina rozszerza naczynia krwionośne obwodowe, co obniża temperaturę ciała. Utrzymanie prawidłowego rytmu dobowego sprawia, że hormon wydziela się naturalnie.
Z tryptofanu w organizmie może być syntetyzowana niacyna. Efektywność tej konwersji zależy od spożycia białka i wynosi około 1:60, co oznacza, że 60 mg tryptofanu odpowiada 1 mg niacyny. Spożycie niacyny wyraża się w równoważnikach niacyny.
