鬼筆環肽是一種雙環七肽，含有不尋常的半胱氨酸-色氨酸鍵。 編碼鬼筆環肽合成的基因是死亡帽蘑菇中MSDIN家族的一部分，編碼34個氨基酸的前肽。 脯氨酸殘基位于七個殘基區域的兩側，稍后將變成鬼筆環肽。 翻譯后，必須對肽進行蛋白水解切除，環化，羥基化，使Trp-Cys交聯形成色氨酸，并差向異構化以形成D-Thr。 這些步驟的順序和確切的生化機理尚未完全了解。 目前的看法是，必要的生物合成基因聚集在MSDIN基因附近。
34-mer的第一個翻譯后修飾是通過脯氨酰寡肽酶（POP）進行蛋白水解切割，以去除10個氨基酸的“前導”肽。 然后，POP通過氨基酸1（Ala）和氨基酸7（Pro）之間的轉肽作用使七肽Ala-Trp-Leu-Ala-Thr-Cys-Pro環化。 據信，接下來將通過Trp-Cys交聯形成色氨酸。