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当瓜氨酸仍然是氨基酸时，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碱性蛋白(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。
患有类风湿性关节炎的病人(约80%)会发展一套免疫反应对抗带有瓜氨酸的蛋白质。虽然这种反应机制的起因不明，但察觉抗体可以帮助这类病的诊断。
