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按光學活性分，賴氨酸有L型（左旋）、D型（右旋）和DL型（消旋）3種構型。只有L型才能為生物所利用。

L-賴氨酸的有效成分含量一般為77%-79%。單胃動物完全不能自行合成賴氨酸，不參加轉氨基作用。D-氨基酸和L-氨基酸的氨基被乙酰化以后，才可受D-氨基酸氧化酶或L-氨基酸氧化酶的作用而脫氨基，脫氨基后的酮酸不再起氨基化作用，即脫氨基反應不可逆，因此，在動物營養上常常表現為不足。

賴氨酸只有L-型被生物體吸收。游離的賴氨酸易吸收空氣中的二氧化碳，制取結晶比較困難，一般商品都以賴氨酸鹽酸鹽的形式存在。賴氨酸易溶于水，與其它氨基酸相比，賴氨酸是通過口服最容易吸收的一種。攝入體內的賴氨酸，首先以主動運輸的方式從小腸腔進入小腸粘膜細胞，然后通過門進入肝臟；在肝臟，賴氨酸與其它氨基酸一起參與蛋白質的合成。賴氨酸的分解代謝也在肝臟中進行，它與酮戊二酸縮合形成酵母氨基酸，酵母氨基酸再轉變為L-α-氨基己二酸半醛，最終轉化生成乙酰輔酶A。與其它氨基酸不同，賴氨酸不參與轉氨基作用，且脫氨基反應不可逆，因此賴氨酸的分解代謝極為特殊。賴氨酸是生酮氨基酸，因此可以參與形成D-葡萄糖、脂類，最終產生能量。