自然界中還有150多種不參與構成蛋白質的氨基酸。它們大多是基本氨基酸的衍生物,也有一些是d-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸。這些氨基酸中有些是重要的代謝物前體或中間產物,如瓜氨酸和鳥氨酸是合成精氨酸的中間產物,β-丙氨酸是遍多酸(泛酸,輔酶a前體)的前體,γ-氨基丁酸是傳遞神經沖動的化學介質。