N-GlcNAc-Biotin ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการวิจัยด้านชีววิทยาน้ำตาล (glycobiology) เพื่อศึกษาการ glycosylation ของโปรตีน โดยทำหน้าที่เป็นเครื่องมือ labeling ทางเมแทบอลิซึม ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามและวิเคราะห์โปรตีนที่ถูก glycosylated ในเซลล์ สารประกอบนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการระบุโปรตีนที่ถูกดัดแปลงด้วย O-GlcNAc ซึ่งมีบทบาทสำคัญในสัญญาณเซลล์ เมแทบอลิซึม และกระบวนการโรค

โดยการรวม biotin เข้าไป มันช่วยให้สามารถแยกและตรวจจับโปรตีนที่ glycosylated ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เทคนิคการ purification ที่อิง streptavidin นอกจากนี้ ยังช่วยในการแสดงภาพลวดลายการ glycosylation ในเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่ยังมีชีวิต ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการควบคุมแบบไดนามิกของการดัดแปลงโปรตีน

การประยุกต์ใช้ขยายไปถึงการวิจัยโรคต่าง ๆ เช่น มะเร็ง เบาหวาน และโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท ซึ่งมักพบการ glycosylation ที่ผิดปกติ