Phenylthiohydantoin-glycine ถูกนำไปใช้หลักๆ ในสาขาชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุลสำหรับการจัดลำดับโปรตีนและการวิเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นอนุพันธ์ในกระบวนการย่อยสลายแบบ Edman ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้ในการกำหนดลำดับกรดอะมิโนในโปรตีน โดยการทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโน N-terminal ของเปปไทด์ จะเกิดสารประกอบที่เสถียรซึ่งสามารถระบุได้ง่าย ช่วยให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์และระบุกรดอะมิโนในโปรตีนได้ตามลำดับ การประยุกต์ใช้นี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน ซึ่งมีผลกระทบต่อการพัฒนายา การวิจัยทางพันธุกรรม และการศึกษโรค นอกจากนี้ยังช่วยในการสังเคราะห์และปรับเปลี่ยนเปปไทด์สำหรับการศึกษาชีวเคมีต่างๆ