Z-ALA-VAL-OH ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์และการวิจัยทางชีวเคมี โดยทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยในการสร้างโครงสร้างเปปไทด์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เพื่อช่วยในการศึกษาการโต้ตอบของโปรตีนและกลไกการทำงานของเอนไซม์ สารประกอบนี้ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนายาเปปไทด์ โดยช่วยในการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรมที่จำเป็นสำหรับการออกแบบยา นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้ในสาขาโปรทิโอมิกส์สำหรับการทำแผนที่เปปไทด์และการวิเคราะห์ลำดับ ซึ่งมีส่วนช่วยในการระบุและจำแนกโปรตีน บทบาทในการเลียนแบบลำดับเปปไทด์ตามธรรมชาติทำให้มีคุณค่าในการศึกษากระบวนการทางชีวภาพและการออกแบบยารักษา