高同型半胱氨酸是氨基酸半胱氨酸的异种，在旁链部份硫醇基(-SH)前包含一个额外的亚甲基(-CH2-)。高同型半胱氨酸的额外亚甲基使硫醇基更接近羧基，令它能起动化学反应形成一个五元环，称为高半胱氨酸硫内酯。当氨基酸正常地与它的毗邻形成一个肽键就会产生这种反应。高同型半胱氨酸之所以是不适合与蛋白质混合，这是因含有高同型半胱氨酸的蛋白质会自行分解。

对构成结缔组织的蛋白质长远而潜在的影响在临床研究上很难观察。生物化学的研究认为高半胱氨酸影响半胱氨酸及赖氨酸的功能及结构，会使动脉的三个主要结构蛋白(胶原蛋白、弹性蛋白及多糖蛋白)衰退及影响它们生长。2006年有一项研究，在治疗上指摄取维他命以减低高半胱氨酸恢复破坏的动脉结构尚未有显著的成效，虽然整体死亡率并没有明显改变，但是有助于患有严重动脉衰竭的病人，中风个案下降了25%。