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瓜氨酸可在人体内与氨作用，生成精氨酸和一氧化氮。一种Z初发现于西瓜汁，但不存在于蛋白质中的L-α-氨基酸，是动物体内氨基酸代谢尿素循环的中间产物。
当瓜氨酸仍然是胺基酸时，由于它不是为DNA而编码，所以是不会在蛋白质生物合成中嵌入蛋白质内，不过仍然有部份蛋白质含有瓜氨酸。这些瓜氨酸是由胜肽精胺酸亚氨酶（PAD）所产生，在瓜氨化的过程中将精氨酸转化为瓜氨酸。一般含有瓜氨酸的蛋白质包括有人脑髓鞘硷性蛋白（MBP）、聚角蛋白微丝蛋白及一些组蛋白。如纤维素及波形蛋白能从细胞死亡及组织发炎中被瓜氨化。
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