蛋氨酸代谢过程中的一些缺陷导致高半胱氨酸及其二聚体高胱氨酸积聚，产生的副作用包括：血栓形成倾向、晶状体脱位和中枢神经系统和骨骼系统异常。
有许多甲硫氨酸和硫代谢紊乱（见表），以及许多其他的 氨基酸和有机酸的代谢紊乱。另可参考对怀疑遗传性代谢紊乱的疑似遗传性障碍的方法和检测方法。
高半胱氨酸是蛋氨酸代谢过程中的一个代谢产物，再甲基化重新生成蛋氨酸或在一系列的硫化过程中结合丝氨酸形成胱硫醚，然后形成半胱氨酸。半胱氨酸再代谢为硫酸盐、牛磺酸和谷胱甘肽。再甲基化和硫化过程中的任何缺陷均可引起高半胱氨酸聚集，导致疾病。
蛋氨酸代谢的第一步是转化为腺苷蛋氨酸；这个过程需要腺苷转移酶的参与。如果这种酶缺乏，可以导致蛋氨酸水平升高，只有在新生儿筛查高胱氨酸尿症假阳性时有临床意义。
甲硫氨酸和硫代谢紊乱
疾病（OMIM编号） | 蛋白质或酶缺陷 | 注释 |
|---|---|---|
高胱氨酸尿(236200*) | 胱硫醚beta-合成酶 | 生化特征：甲硫氨酸尿症、高胱氨酸尿症 临床特征：骨质疏松症、脊柱侧凸、皮肤白皙、晶状体异位、渐进性智力障碍、血栓栓塞 治疗：未反应患者，吡哆醇、叶酸、甜菜碱，带有一些L-半胱氨酸和维生素C补充剂的低蛋氨酸饮食 |
亚甲基四氢叶酸还原酶缺乏症(236250*) | 亚甲基四氢叶酸还原酶 | 生化特征：低~正常的血浆蛋氨酸、高胱氨酸血症、高胱氨酸尿症 临床特征：症状不同，从无症状到小头畸形、肌张力降低、癫痫、步态异常、智力障碍，再到窒息、昏迷和死亡 治疗：吡哆醇、叶酸（叶酸）、羟钴胺素、蛋氨酸、甜菜碱 |
高胱氨酸尿症-巨幼红细胞性贫血 (cblE; 236270*) | 蛋氨酸合成酶还原酶 | 生化特征：高胱氨酸尿症、高胱氨酸血症、低血浆蛋氨酸、无甲基丙二酸尿症、正常B12和叶酸 临床特征：喂食困难、生长障碍，智力障碍，共济失调，脑萎缩 治疗：羟基钴胺素、叶酸、左旋蛋氨酸 |
高胱氨酸尿症-巨幼红细胞性贫血 (cblG; 250940*) | 蛋氨酸合成酶 | 同同型半胱氨酸尿症-巨幼红细胞性贫血 cblE |
高甲硫胺酸血症(250850*) | 甲硫氨酸腺苷转移酶I和III | 生化特征：血浆蛋氨酸升高 临床特征：大多数无症状，胎儿呼吸 治疗：不需要 |
胱硫醚尿症(219500*) | 胱硫醚gamma-裂解酶 | 生化概况： 胱硫醚尿 临床特征：通常正常，有智力障碍的报道 治疗：吡哆醇 |
亚硫酸氧化酶缺乏症(606887*) | 亚硫酸氧化酶 | 生化特征：尿亚硫酸盐、硫代硫酸盐和犀氨酸升高；硫酸盐降低 临床特征：发育延迟、晶状体异位、湿疹、出牙延迟、汗毛、偏瘫、小儿肌张力低下、肌张力过高、癫痫、舞蹈病手足徐动症、共济失调、肌张力异常、死亡 治疗：无有效治疗方法 |
钼辅因子缺fa(252150*) | MOCS1A和MOCS1B蛋白 | 生化特征：尿亚硫酸盐、硫代硫酸盐、犀氨酸、牛磺酸、次黄嘌呤、黄嘌呤升高；硫酸盐和尿酸盐降低 临床特征：与亚硫酸盐氧化酶缺乏症相似，但是也有尿路结石 治疗：无有效治疗方法 含硫量低的饮食对症状较轻患者有益 |
钼蝶呤合成酶 | ||
桥尾蛋白 | ||
* 有关完整的基因、分子和染色体位置信息，请参阅 Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database。 | ||
经典同型胱氨酸尿症
这是一种常染色体隐性遗传胱硫醚beta-合成酶缺陷，它催化由高半胱氨酸和丝氨酸合成胱硫醚。高半胱氨酸水平升高，聚合形成高胱氨酸，自尿中排出。由于再甲基化过程是完好的，一些过多的高半胱氨酸可以再转化为蛋氨酸，在血液中积聚。过量的同型半胱氨酸倾向于血栓形成并且对结缔组织（可能涉及原纤维蛋白）有不利影响，特别是眼睛和骨骼；不良的神经系统影响可能是由于血栓形成或直接效应。
动静脉血栓形成现象可以发生在任何年龄。很多发生晶状体易位（也称晶状体半脱位）、智力发育迟缓和骨质疏松。尽管患者通常不高，但他们可能有马方综合征样的体态。
经典的高胱氨酸尿的诊断根据新生儿筛查 评定血清蛋氨酸水平，全血高半胱氨酸水平升高和/或DNA检测可以确诊。可以行皮肤成纤维细胞的酶学分析以进一步诊断。
经典的高胱氨酸尿的治疗给予低蛋氨酸饮食和补充L-半胱氨酸，同时给予大剂量维生素B6（胱硫醚合成酶辅助因子） 每天1次口服。约有1/2的病人对大剂量维生素B6反应好，而不必限制饮食。一些病人还需给予甜菜碱增加甲基化，降低高半胱氨酸水平。 甜菜碱的剂量通常从100~125 mg/kg po bid开始，并根据同型半胱氨酸水平进行滴定； 需求差异很大，有时需要≥9 g/d。叶酸1～5mg每天1次。
如早期给予治疗，智力可以正常或接近正常。
维生素C100mg po qd 也可用于预防血栓栓塞。
其他形式的高胱氨酸尿症
甲基化过程中的各种缺陷可以导致高胱氨酸尿症。缺陷形式包括：蛋氨酸合成酶（MS）缺乏和MS还原酶（MSR）缺乏、甲钴胺和腺苷钴胺素的转运、甲基甲氢叶酸还原酶（MTHFR，是蛋氨酸合成反应中的5-甲基甲氢叶酸所必需的）。这种形式的高胱氨酸尿症，在新生儿的筛查中没有蛋氨酸水平的升高。
临床表现同其他形式的高胱氨酸尿症。MS和MSR缺乏常伴有神经系统缺陷和巨幼红细胞贫血。MTHFR缺乏的临床表现是不同的，包括智力残疾、精神病、无力、共济失调、痉挛。
MS和MSR缺乏的诊断基于高胱氨酸尿症及巨幼红细胞性贫血进行鉴别，并且通过DNA检测进行证实。钴胺素缺乏患者具有巨幼细胞性贫血和甲基丙二酸血症。MTHFR缺乏通过DNA检测确诊。
治疗方法是补充羟钴胺（适用于 MS、MSR 和钴胺素缺陷患者）和叶酸，补充量与同型胱氨酸尿症相似。
胱硫醚尿症
这种疾病是由胱硫醚酶缺乏引起的，其将胱硫醚转化为半胱氨酸。胱硫醚积累导致尿排泄增加，但没有临床症状。
亚硫酸盐氧化酶缺乏
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Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database: Complete gene, molecular, and chromosomal location information
