Selain dua puluh dua asam amino yang secara universal ditemukan sebagai bahan penyusun protein tumbuhan, beberapa ratus asam amino non-protein juga terdapat dalam banyak spesies tumbuhan. Beberapa telah terlibat dalam ‘alelopati’, yang menggambarkan pengendapan senyawa fitotoksik di tanah sekitarnya untuk menyingkirkan tanaman tetangga. Lainnya berfungsi sebagai insektisida, seperti dalam kasus canavanin dan ulat tembakau, Manduca sexta Linnaeus (Sphingidae), yang menunjukkan kepekaan yang luar biasa terhadap asam amino non-protein ini, membuat tanaman tahan terhadap herbivora.
Interaksi alelopati mirip dengan perang biokimia antara tanaman, karena mereka berjuang terus menerus melawan unsur-unsur, satu sama lain, dan apa pun yang ingin memakannya. Tanaman berevolusi bersama serangga, memungkinkan mereka untuk memperbaiki ketahanan tanaman inang, dan ini termasuk pertahanan kimia dan mekanik yang mampu mempengaruhi perilaku, pertumbuhan, atau kelangsungan hidup herbivora. Contoh pertahanan kimia adalah rumput fescue, Festuca rubra subsp. commutata , (Poaceae) yang senjata pilihannya adalah untuk menyimpan sejumlah besar asam amino fitotoksik non-protein, meta-tirosin (m-tirosin atau 2-hidroksi-fenilalanin), di tanah sekitarnya. Contoh pertahanan mekanis adalah kamuflase, keberadaan duri, atau pertumbuhan di tempat-tempat di mana aksesibilitas herbivora dibatasi. Konsekuensi dari perang tanaman adalah kerusakan tambahan pada spesies rentan lainnya, termasuk hewan dan manusia. Sebagai contoh, analog glutamat b-oxalyl-La, b-diaminopropionic (ODAP), ditemukan dalam kacang polong genus Lathyrus sativus L., (Fabaceae) berfungsi sebagai insektisida untuk tanaman tetapi juga beracun bagi manusia.. Konsumsi L. sativus dalam jumlah besar dapat menyebabkan jenis kelumpuhan ireversibel yang ditandai dengan kurangnya kekuatan atau ketidakmampuan untuk menggerakkan ekstremitas bawah.
Asam amino non-protein adalah senyawa yang memiliki struktur yang mirip dengan asam amino yang umum digunakan yang digunakan sebagai bahan penyusun protein. Untuk memasukkan ke dalam rantai polipeptida yang baru lahir, mereka membutuhkan gugus karboksil dan gugus amida, tetapi ketika menyangkut aminoasilasi, faktor yang paling penting adalah ukuran dan muatan. Oleh karena itu, sedikit modifikasi, seperti gugus hidroksil ekstra, seperti halnya dengan 3,4-dihidroksifenilalanin atau L-DOPA (produk oksidasi tirosin) tidak mengecualikan pengisian oleh RNA transfer tirosin ( TRNA) -sintase. L-DOPA adalah prekursor neurotransmitter dopamin dan diberikan sebagai suplemen pada penyakit Parkinson untuk mengkompensasi kematian neuron dopaminergik.
Beberapa asam amino non-protein adalah produk modifikasi pasca-translasi, seperti modifikasi asam amino aromatik. Misalnya, modifikasi oksidatif fenilalanin dan tirosin oleh radikal hidroksil digunakan sebagai penanda kerusakan oksidatif in vivo dan in vitro. Namun, beberapa asam amino non-protein disintesis sebagai mekanisme pertahanan, terutama pada tanaman di mana mereka dapat berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis insektisida atau bakterisida sekunder.