ใช้ Fmoc-DL-isoserine ในการสังเคราะห์เปปไทด์ในห้องปฏิบัติการ โดยเฉพาะในระบบสังเคราะห์เปปไทด์แบบแข็ง (solid-phase peptide synthesis) เนื่องจากกลุ่ม Fmoc ทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันหมู่แอมิโน ซึ่งสามารถถอดออกได้ภายใต้สภาวะเบสอ่อน ทำให้ควบคุมการสร้างพันธะเปปไทด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงสร้างของ isoserine ที่มีหมู่ไฮดรอกซีช่วยให้สามารถนำไปใช้ในการสร้างโมเลกุลที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ เช่น สารประกอบที่มีความสามารถในการละลายน้ำดีขึ้น หรือใช้ต่อเชื่อมกับโมเลกุลอื่นผ่านพันธะโควาเลนต์ นิยมใช้ในงานวิจัยด้านชีวเคมีและเภสัชกรรมสำหรับพัฒนาเปปไทด์หรือโปรตีนสังเคราะห์