精氨酸是一种α-氨基酸，亦是20种普遍的自然氨基酸之一。在分子遗传学上，信使核糖核酸的结构，CGU，CGC，CGA，CGG，AGA和AGG。是在蛋白质合成时核苷酸碱基或遗传密码子代码为精氨酸的三元组。在哺乳动物生活中，精氨酸被分类为非必须氨基酸，身体能自行产生，但在压力或疾病的时候，可能需要更多。也视乎生物的发育阶段及健康状况而定。早产儿体内不能合成精氨酸，使得补充他们营养中的精氨酸变得非常重要。于1886年精氨酸是首先由瑞士化学家恩斯特·舒尔茨从扁豆萃取物中分离出来。
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刀豆胺酸，亦作刀豆氨基酸，学名4-胍氧丁胺酸，是一种存在于部分豆科植物的非蛋白氨基酸。其化学结构跟α-蛋白氨基酸L-精氨酸相关，只是精氨酸的亚甲基桥在刀豆胺酸被换成了oxa group。
因此本化合物对动物及人体带相当的毒性，或可对人引起红斑性狼疮，但亦有可能提取之作天然驱虫剂。
猪笼草蛋白酶，又称猪笼草酸性蛋白酶，猪笼草天冬氨酸蛋白酶是猪笼草捕虫笼及盾叶茅膏菜分泌的天冬氨酸蛋白酶。其与胃蛋白酶类似，但其也能酶切两侧的天冬氨酸残基及赖氨酸┼精氨酸。其对PH值及温度的稳定性高于猪胃蛋白酶A，对尿素及盐酸胍的稳定性大大降低。
RGD肽是由精氨酸、甘氨酸和天冬氨酸组成的三肽序列，是细胞识别中的常用元件，因而作为研究细胞识别常用的生化工具。
坂口反应是一种用于检测蛋白质或精氨酸的颜色反应，待检测样品在碱性溶液中加入萘酚和次氯酸后，出现红色反应即为阳性。这是由于蛋白质中的精氨酸结构中胍基与α-萘酚反应生成红色产物，故该反应可用于精氨酸的定性和定量测定。
核定位序列是一段氨基酸序列，作为蛋白质通过核运输进入细胞核的标签。一般来说，核定位信号通常由一段或几小段氨基酸序列组成，通常都为带正电荷赖氨酸或精氨酸，且暴露于蛋白表面。不同的入核蛋白可能使用相同的核定位信号。核定位序列的功能与核输出序列相反，后者将蛋白送出细胞核。
弗林蛋白酶是脊椎动物与部分无脊椎动物的一种蛋白酶，因人类基因组中编码此蛋白酶的FUR基因位于FES基因的上游区域而得名，为一类PCSK类前体蛋白转化酶，属依赖钙离子的肽链内切酶。此蛋白酶在人体各种组织中皆有基因表现，一般在蛋白质的精氨酸-X- -精氨酸序列后方进行切割，可切割、活化细胞中多种蛋白质，也可切割多种病毒表面的蛋白以促进其感染细胞，SARS-CoV-2等多种冠状病毒表面的刺突蛋白即可被弗林蛋白酶切割。
组蛋白甲基转移酶是包括EZH2与组蛋白-精氨酸N-甲基转移酶在内的是一大类组蛋白修饰酶类，它们催化将一个、两个或三个甲基转移到组蛋白的赖氨酸或精氨酸残基上。被添加上的甲基基团主要位于组蛋白H3和H4的特定赖氨酸或精氨酸上。
精氨基琥珀酸裂解酶，或称精氨酸琥珀酸裂解酶是一种将精氨基琥珀酸分裂成精氨酸及延胡索酸的酶。它负责尿素循环中的第4个步骤。
一氧化氮合酶是一组酶的统称。这种酶负责将精氨酸中的氮原子，在氧气及其他辅助因素包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸、黄素单核苷酸、原血红素及四氢生物蝶呤的存在环境下，合成一氧化氮。
精氨基琥珀酸是一种属于氨基酸的化合物。有些细胞会从瓜氨酸及天冬氨酸合成此物质，并在尿素循环或瓜氨酸／一氧化氮过程中，作为精氨酸的前体。催化此过程的酶名为精氨基琥珀酸合酶。
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