蛋白質瓜氨酸翻譯后修飾是通過蛋白精氨酸脫亞氨酶（PAD）家族蛋白催化發生，瓜氨酸異常累
蛋白瓜氨酸修飾是最為廣泛，研究最為深入的蛋白翻譯后修飾之一，在細胞生理學中扮演著至關重要的作用。磷酸化過程在生物體中是可逆的，并且通過蛋白激酶和蛋白磷酸酶在真核和核生物中起著磷酸化調控的作用。據估計細胞中1/3的蛋白同時發生磷酸化，所有的生命過程都通過此修飾直接或者間接的進行調控。
加與許多炎癥疾病和癌癥有關，而PAD抑制劑在一系列疾病中包括風濕性關節炎、紅斑狼瘡、動脈粥樣硬化和潰瘍性結腸炎具有顯著療效。瓜氨酸化蛋白可能更廣泛地作為特定疾病狀態的生物標注物，然而由于瓜氨酸化后發生的較小的1Da質量變化，瓜氨酸化殘基的識別仍然具有挑戰性。瓜氨酸蛋白是由精氨酸脫亞胺酶（PAD）家族的酶對肽基精氨酸進行脫亞胺作用而產生的，如圖1所示。
此種檢測（COlor DEvelopment Reagent）是通過將瓜氨酸中特有的尿素集團進行化學衍生化，反應過程是用二乙酰單氧肟對尿素進行酸催化改性，此法目前常用在體外檢測PAD活性，其缺點是檢測靈敏度差，但是檢測限較高（~60nmol），因此不適合用于蛋白濃度較低的樣本。
抗體檢測系統針對低濃度蛋白樣本相對更為靈敏，抗體是通過重組蛋白產生的，經過脫亞胺處理后，然后在酸性條件下與二乙酰單氧肟和替比林發生衍生反應?？贵w可以識別體外脫亞胺的大鼠垂體蛋白，后來被用廣泛應用作檢測瓜氨酸蛋白的商業試劑盒。
由于精氨酸殘基留在脫亞胺過程中發生質量的微小變化，質譜法檢測瓜氨酸也具有較高的挑戰性，觀察到的肽質量增加是0.98Da。這種微笑的變化，再加上體內瓜氨酸的含量較低，很容易與13C同位素或脫氨情況發生混淆。另一常見的難度是精氨酸脫亞胺引起的蛋白酶裂解變化----通過中和精氨酸殘基的正電荷，在帶正電荷殘基（如胰蛋白酶）后選擇性裂解的蛋白酶在脫亞胺反應形成瓜氨酸后不再裂解。
為了使質譜檢測手段能夠檢測到瓜氨酸蛋白的可能性，科學家通過使用2,3-丁二酮或者結合安替比林進行衍生化，如圖2所示，這樣可使其發生瓜氨酸轉化的肽段，分子量分別增加50和238Da，使得這些瓜氨酸的肽段能通過質譜手段與其他肽段進行區分。
為由于瓜氨酸蛋白豐度較低，從非瓜氨酸蛋白中富集感興趣的瓜氨酸蛋白能大大提升復雜蛋白樣本中瓜氨酸蛋白的檢測水平。為此，利用類似于2,3-丁二酮衍生化的方法，開發了瓜氨酸的化學探針。苯乙二醛可在酸性環境中與瓜氨酸中的尿素集團特異性地發生環化，如圖2所示。根據前面的實驗方法概念，又通過羅丹明標記的苯甲酰甲醛探針（RhPG）如圖3所示，去標記復雜混合物中的瓜氨酸蛋白。
相對于其他檢測方法，RhPG檢測限較低（~20fmol瓜氨酸化蛋白PAD4），因此可以用來監測蛋白瓜氨酸化的動力學，由于具有一定的優勢，且該檢測方法的高通量，許多樣本也可以同時進行檢測和比較。
為將這個實驗方法和MS結合，又有方法通過使用4-溴苯乙二醛（如圖3所示）選擇性的標記瓜氨酸多肽，然后在MALDI-MS分析中利用溴的特征來明確區分標記肽和其他的多肽。為了進一步改進MS對復雜蛋白和多肽混合物的分析，也可以將生物素與苯乙二醛集合 ，生產生物素-PG（BPG）（如圖3）用于鏈霉親和素結合。
結合之后再通過蛋白酶進行消化，通過MS手段對其進行分析。瓜氨酸修飾已經被證明是多種PAD活性失調的疾病的重要生物標記物，檢測瓜氨酸化蛋白的方法具有靈敏性和特異性，可用于識別新的疾病相關的瓜氨酸修飾，并為多種疾病的早期檢測提供診斷方法。近年來化學衍生法結合質譜手段檢測瓜氨酸化修飾取得了較大的進展，使人們了解瓜氨酸化蛋白的普遍性及其與多種疾病的相關性。
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