賴氨酸在第二個(gè)碳周圍有四個(gè)不同的基團(tuán)，并且是不對稱結(jié)構(gòu)。 此外，由于存在這種不對稱或手性碳原子，賴氨酸是一種光學(xué)活性氨基酸。 因此，賴氨酸可以產(chǎn)生立體異構(gòu)體，這些立體異構(gòu)體是具有相同分子式的異構(gòu)分子，但它們的原子在空間的三維取向不同。對映異構(gòu)體是通過反射相互關(guān)聯(lián)的兩種立體異構(gòu)體，或者它們是彼此不可重疊的鏡像。

L-賴氨酸和D-賴氨酸是彼此的對映異構(gòu)體，除了旋轉(zhuǎn)偏振光的方向不同外，它們具有相同的物理性質(zhì)。它們具有不可疊加的鏡像關(guān)系。然而，D 和 L 的命名法在包括賴氨酸在內(nèi)的氨基酸中并不常見。它們以相同的幅度但在不同的方向旋轉(zhuǎn)平面偏振光。使平面偏振光順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的賴氨酸的 D-異構(gòu)體稱為右旋或D-賴氨酸，使平面偏振光以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的稱為左旋或L-賴氨酸。L-賴氨酸是穩(wěn)定的賴氨酸形式。D-賴氨酸是賴氨酸的合成形式，可以通過外消旋化從 L-賴氨酸合成。它用于加工聚D-賴氨酸，用作涂層材料以增強(qiáng)細(xì)胞附著。L-賴氨酸在人體、鈣吸收、肌肉蛋白質(zhì)發(fā)育以及激素、酶和抗體的合成中起著重要作用。在工業(yè)上，L-賴氨酸是通過使用谷氨酸棒桿菌的微生物發(fā)酵過程生產(chǎn)的。