Homocystein er en svovel ikke-proteinaminosyre o gen homolog til svovelaminosyren cystein med en ekstra metylen (-VCH2-) og intermediat i omsetning av metyldonoren S-adenosylmetionin. Hos pattedyr kan homocystein omdannes til svovelaminosyrene metionin eller cystein. Høyt innhold av homocystein i blodserum er blitt brukt som biomarkør i tilknytning til hjerte-karsykdommer. Høye konsentrasjoner av plasma homocystein har også vært koblet til Alzheimers sykdom og vaskulær demens.
Enzymet adenosylhomocysteinase katalyserer hydrolyse S-adenosyl-L-homocystein til L-homocystein og adenosin med NAD+ som kofaktor.