La cystéine fait partie des kératines, qui sont à leur tour une protéine dérivée des ongles, de la peau et des cheveux. De plus, cet acide aminé est impliqué dans la synthèse des enzymes digestives.
La cystéine est impliquée dans la biosynthèse des acides aminés: cystine, glutathion, taurine et coenzyme A. La cystéine est enregistrée comme additif alimentaire E920.
Dans les stations d'ambulance, la cystéine est utilisée pour protéger le foie des dommages causés par une surdose d'acétaminophène.
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