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白色結晶或結晶性粉末， 微臭， 味酸，易溶于水、氨水、、微溶于、、、苯、 對酸穩定， 而在中性或微堿性溶液中易被空氣氧化成胱氨酸， 微量鐵及重金屬離子可促進氧化。 其鹽酸鹽較穩定， 故一般都制成鹽酸鹽。L-半胱氨酸是含硫非氨基酸。 在生物體內， 由甲硫氨酸的硫原子置換絲氨酸的羥基氧原子而合成。 L-半胱氨酸可生成谷膀甘肽， 參與細胞的還原過程和內的磷脂代謝， 能保細胞不受損害， 并能刺激， 增加、促進損害的修復。其mp為175℃, 分解溫度175℃， 等電點5.07, [α]25D-16.5 (H2O), [α]25D+6.5 (5mol/L, HCl)。