حمض D-الجلوتاميك هو مكون أساسي في بنية الببتيدوجليكان البكتيري. يتم إضافته إلى UDP-N-acetylmuramyl-L-alanine (UDP-MurNAc-L-alanine) بواسطة إنزيم D-glutamic acid-adding enzyme (murD). ثم يتم دمج هذا في مقدمة الببتيدوجليكان. يشكل الببتيدوجليكان جدران خلايا البكتيريا إيجابية وسلبية الغرام. تحويل L-glutamate إلى D-glutamate بواسطة إنزيم glutamate racemase (GR) هو خطوة أساسية في تخليق الببتيدوجليكان. حمض D-الجلوتاميك هو المتماكب (R) غير الطبيعي لحمض الجلوتاميك، وهو حمض أميني غير أساسي. شكله الملحي (الجلوتامات) هو ناقل عصبي مهم يلعب دورًا رئيسيًا في التقوية طويلة الأمد وهو مهم للتعلم والذاكرة. حمض الجلوتاميك هو أيضًا جزيء رئيسي في التمثيل الغذائي الخلوي. يعمل حمض D-الجلوتاميك كبديل متفوق لـ alpha ketoglutarate. يساعد في نمو Lactobacillus arabinosus. يمكنه تثبيط ارتباط IgE بمسببات الحساسية الفول السوداني. يستخدم على نطاق واسع في المستحضرات الصيدلانية والأغذية. حمض D-الجلوتاميك مناسب للاستخدام في دراسة علاقة البنية-الألفة (SAR) لإنزيم GR (glutamate racemase) ومثبطاته.