ใช้ E-64d เป็นสารยับยั้งเอนไซม์คาเทปซิน (cysteine proteases) อย่างเฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปใช้ในงานวิจัยทางชีววิทยาและชีวเคมีเพื่อศึกษาบทบาทของโปรตีเอสที่มีซิสทีนเป็นส่วนประกอบ เช่น คาเทปซิน B, L และ S ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการต่าง ๆ ภายในเซลล์ เช่น การย่อยสลายโปรตีน การอักเสบ และการตายของเซลล์แบบโปรแกรม (apoptosis) ในงานวิจัยเกี่ยวกับโรค E-64d มักใช้เพื่อยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของเชื้อไวรัส เช่น ไวรัสโคโรนา โดยเฉพาะในช่วงที่ไวรัสใช้คาเทปซินในการตัดโปรตีนของตัวเองเพื่อเพิ่มจำนวนในเซลล์โฮสต์ จึงมีการศึกษา E-64d ว่าอาจมีศักยภาพในการพัฒนาเป็นยารักษาโรคติดเชื้อไวรัสบางชนิด นอกจากนี้ยังใช้ E-64d ในงานศึกษาเกี่ยวกับโรคทางระบบประสาท เนื้องอก และโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ เนื่องจากคาเทปซินมีบทบาทในการทำลายเนื้อเยื่อและส่งเสริมการอักเสบ การยับยั้งเอนไซม์เหล่านี้จึงอาจช่วยลดความรุนแรงของโรคได้