L-Glutamine Synthetase จาก Escherichia coli ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีวเคมีเพื่อศึกษากinetics ของเอนไซม์และกลไกการควบคุม มันมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์กลูตามีน ทำให้จำเป็นสำหรับการตรวจสอบการเผาผลาญไนโตรเจนในเซลล์ เอนไซม์นี้ยังถูกใช้ในการพัฒนา biosensor สำหรับตรวจจับแอมโมเนียและสารประกอบที่มีไนโตรเจนอื่นๆ นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมชีวเทคโนโลยีสำหรับการผลิตกลูตามีนและกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการหมัก การประยุกต์ใช้ยังขยายไปถึงการศึกษาโรคเสื่อมถอยของระบบประสาท ซึ่งการเผาผลาญกลูตามีนเป็นจุดสนใจหลัก