ดร.จิรันดร ยูวะนิยม มีความสนใจและได้ทำวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างสามมิติของโปรตีนตลอดมา โดยได้ทุนจาก Horace H. Rackham Graduate School ไปศึกษาเทคนิคการหาโครงสร้างสามมิติ โดยอาศัยการหักเหรังสีเอกซ์ของผลึกตัวอย่าง (X-ray crystallography) ณ Cold Spring Harbor Laboratory รัฐ New York และเป็นผู้หาโครงสร้างสามมิติแรกของเอนไซม์ dual-specificity phosphatase ซึ่งมีความสำคัญในการควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์ และเป็นผลงานสำหรับวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอก ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science (เล่มที่ 272 หน้า 1328) ได้รับทุน WHO/TDR Training Grant จากองค์การอนามัยโลก ไปทำวิจัยที่บริษัทยา F. Hoffmann-La Roche ณ เมือง Basel ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ ในช่วงปี พ.ศ. 2542-2543 โดยได้ศึกษาโครงสร้างของเอนไซม์พลาสเมปซิน (plasmepsins I and II) ซึ่งเป็นเป้าหมายหนึ่งในการพัฒนายารักษาโรคมาเลเรีย และได้รับทุนวิจัย Target Research Unit Network จาก Thailand-Tropical Diseases Research Programme (TARUN/T-2) เพื่อศึกษาเอนไซม์ในกลุ่มพลาสเมปซินนี้ต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

นอกจากนั้น ยังได้ร่วมมือกับกลุ่มวิจัยอื่นๆ ในการศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีน ที่ทำหน้าที่ตรวจจับและควบคุมการตอบสนองต่อสาร organic peroxide ในเชื้อแบคทีเรีย การศึกษาโครงสร้างสามมิติของเอนไซม์ไดไฮโฟเลทรีดักเทส-ไธมิดิเลทซินเทส (dihydrofolate reductase-thymidylate synthase) จากเชื้อ Plasmodium falciparum ซึ่งเป็นอีกเป้าหมายหนึ่งในการพัฒนายารักษาโรคมาเลเรีย ซึ่งผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารระดับนานาชาติชั้นนำของโลก Nature Structural Biology (เล่มที่ 10 หน้า 357)

นอกจากนั้น ดร.จิรันดร ยังมีความสนใจในการประยุกต์ความรู้ทางโครงสร้างของโปรตีนเพื่อใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ การศึกษาการเปลี่ยนความจำเพาะของเอนไซม์โดยวิธีวิศวกรรมโปรตีน และได้ร่วมกับ รศ.ดร.พิมพ์ใจ ใจเย็น รศ.ดร. พลังพล คงเสรี และ ดร. เปรมวดี วงษ์แสงจันทร์ จัดตั้งกลุ่มวิจัยเพื่อความเป็นเลิศโครงสร้างและการทำงานของโปรตีน ณ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล โดยมี ศ.ดร.ม.ร.ว. ชิษณุสรร สวัสดิวัตน์ เป็นหัวหน้ากลุ่ม ซึ่งปัจจุบันได้เปลี่ยนชื่อเป็นหน่วยวิจัยเทคโนโลยีโปรตีนและเอนไซม์ เพื่อให้สามารถสร้างสรรค์ผลงานวิจัยที่มีคุณภาพในระดับสากล และเป็นประโยชน์กับประเทศไทยสืบต่อไป