Z-LYS-ONP HCL ใช้เป็นสารตั้งต้นหรือรีเอเจนต์ที่ถูกกระตุ้นในกระบวนการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นเอสเตอร์ที่กระตุ้นของ Nα-benzyloxycarbonyl-L-lysine ซึ่งช่วยในการก่อตัวของพันธะเปปไทด์ด้วยคุณสมบัติของกรุ๊ปที่ออกง่าย (p-nitrophenolate) ทำให้เกิดการนำ lysine เข้าไปอย่างจำเพาะและเพิ่มประสิทธิภาพและความแม่นยำของกระบวนการสังเคราะห์ นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นที่ให้สี (chromogenic substrate) ในการวิจัยทางชีวเคมีเพื่อตรวจวัดกิจกรรมของโปรตีเอสที่จำเพาะต่อ lysine เช่น trypsin ผ่านการตรวจวัดสีเหลืองของ p-nitrophenol ที่ปล่อยออกมาเมื่อเกิดการไฮโดรไลซิสด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตเมตรี การประยุกต์ใช้นี้ช่วยให้เข้าใจกลไกของเอนไซม์ การโต้ตอบของโปรตีน และหน้าที่ของโมเลกุล ความคงทนและปฏิกิริยาของมันทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าในห้องปฏิบัติการเคมีอินทรีย์สำหรับการสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนและในงานวิจัยเภสัชวิทยา