D-Leucine เป็นกรดอะมิโนที่ไม่ใช่โปรตีนใช้หลักในการวิจัยและพัฒนายาในฐานะส่วนประกอบ chiral สำหรับการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีน โดยเฉพาะในการสร้างสารประกอบบำบัดที่มีความเสถียรสูงต่อการย่อยสลายจากเอนไซม์ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความจำเพาะของยา ในงานวิจัยทางชีวเคมี ช่วยในการศึกษากลไกเมแทบอลิซึม การยับยั้งเอนไซม์ และปฏิกิริยาเฉพาะทาง stereospecific แตกต่างจาก L-enantiomer, D-Leucine มีการนำไปใช้จำกัดในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารหรืออาหาร แต่มีงานวิจัยใหม่ที่สำรวจศักยภาพในด้านประสาทวิทยาและการออกแบบเปปไทด์ต้านจุลินทรีย์