Phenylthiohydantoin-valine ใช้หลักๆ ในด้านการจัดลำดับโปรตีนและการวิเคราะห์เปปไทด์ โดยมีบทบาทสำคัญในกระบวนการ Edman degradation ซึ่งเป็นวิธีการสำหรับกำหนดลำดับกรดอะมิโนของโปรตีน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันถูกก่อตัวเป็นอนุพันธ์ในขั้นตอนการตัดขาดของกระบวนการ Edman degradation ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุกรดอะมิโนปลาย N ของเปปไทด์หรือโปรตีน สารประกอบนี้จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างโปรตีน การเข้าใจหน้าที่ของโปรตีน และการศึกษาการปรับแต่งหลังการแปล การประยุกต์ใช้ของมันมีคุณค่าอย่างยิ่งในชีวเคมี ชีววิทยาโมเลกุล และการวิจัยโปรเตโอมิกส์ ซึ่งช่วยในการพัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยและยารักษา