3D结构
C([C@H](C(=O)O)N)O结构
D-丝氨酸为[[C3：丝氨酸（Ser，serine）]]的D-对映体，与L-丝氨酸互为镜像异构体。分子结构相同，仅α-碳的手性构型相反。D-丝氨酸在哺乳动物脑组织中有较高浓度，由丝氨酸消旋酶催化L-丝氨酸异构化生成。
功能
D-丝氨酸是哺乳动物中枢神经系统中NMDA受体的内源性共激动剂，与甘氨酸位点结合。在突触传递中，D-丝氨酸由星形胶质细胞和神经元释放，调节谷氨酸能突触的兴奋性传递和突触可塑性。D-丝氨酸参与长时程增强（LTP）等学习记忆相关的生理过程。
调控
D-丝氨酸的稳态水平由合成酶（丝氨酸消旋酶）和降解酶（D-氨基酸氧化酶）协同调控。D-氨基酸氧化酶经氧化脱氨基将D-丝氨酸降解为羟基丙酮酸。D-丝氨酸水平失调与精神分裂症、阿尔茨海默病等神经退行性疾病密切相关，是潜在的药物干预靶点。