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精氨酸是由瓜氨酸透过胞质酵素精氨基琥珀酸合成酶（ASS）及精氨基琥珀酸裂解酶（ASL）合成。这个过程所要求较大的能量，这是因为要将每一个分子合成精氨基需要将三磷酸腺苷（ATP）水解成一磷酸腺苷（AMP），即两个三磷酸腺苷当量。 

  瓜氨酸能从以下各种来源生成： 

  从精氨酸经由一氧化氮合酶（NOS）催成； 

  从鸟氨酸经由脯氨酸或谷氨酰胺/谷氨酸的分解代借催成； 

  从非对称性二甲基精氨酸（ADMA）经由二甲基精氨酸二甲胺水解酶（DDAH）催成
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