Katepsiin D-na tuntud valku leidub ainult rakkudes ja see mängib rolli nii immuunsuse kui ka inimeste haiguste korral. Immuunrakud, mida nimetatakse makrofaagideks, loovad katepsiini D. Makrofaagid neelavad baktereid ja läbivad seejärel apoptoosi ehk programmeeritud rakusurma, et tagada sissetungiva organismi hävitamine. Apoptoosi tee põhjustab katepsiin D aktiveerimine makrofaagis.
Katepsiin D roll apoptoosis võib olla seotud teise seedimise funktsiooniga. Rakud sisaldavad sektsioone, mida nimetatakse lüsosoomideks, mis võivad hoida hävitamiseks suunatud molekule. Lüsosoomis näib see valk pärast aktiveerimist sellist funktsiooni täitvat. Aktiveerimisjärjestus, kahe aminohapperühma eemaldamine koos selle funktsiooniga on pannud teadlased selle valgu rühmitama peptidaasidena tuntud valkude perekonnaga.
Peptiidide ülesanne on lõhkuda valkudes leiduvaid peptiidsidemeid. Põhjus, miks katepsiin D toodetakse algselt aktiveerimist vajava proensüümina, on raku kaitsmine. Kui seda valku toodaks aktiivsel kujul, ründaks see raku enda tsütoplasmas olevaid valke. Sel põhjusel eraldatakse see enne aktiveerimist ja seedimist kõigepealt lüsosoomi.
Kui seda ensüümi toodetakse esmakordselt RNA transkriptsiooni ja translatsiooni kaudu, sisaldab see suhkrust koosnevat märgist. See märgis võimaldab lüsosoomi membraanivalkudel katepsiin D ära tunda ja lubada sellel raku sellesse hoolikalt kaitstud ossa. Selle ensüümi nõuetekohaseks toimimiseks on vaja happelist keskkonda, kuigi sellel kaitsemehhanismil on oma puudused. Mõne haigusseisundi korral võib lüsosoom muutuda liiga happeliseks ja ensüüm võib hakata ründama oma membraanis olevaid valke.
Seda valku kodeeriv geen, mida nimetatakse konkreetselt CTSD geeniks, allub mutatsioonile, nagu kõik geenid. Mõnda CTSD geeni mutatsiooni on seostatud selliste haigustega nagu rinnavähk. Uuringute kohaselt on see tõenäoliselt tingitud geeni rollist apoptoosi algatamisel. Katepsiin D olemasolu ja ekspressiooni saab kasutada rinnavähi kasvajamarkerina. Selline roll võimaldab teadlastel määrata vähirakkude olemasolu selle valgu koguse põhjal.
Katepsiin D funktsioon võib olla seotud Alzheimeri tõvega. Teine peptidaasi perekonna valk, memapsiin, on seotud koe hävimisega Alzheimeri tõve korral. Mõned teadlased usuvad, et nad on leidnud seose ka CTSD geeni mutatsiooni ja selle neurodegeneratiivse häire vahel.