Z-D-Gln-OH ใช้ในการสังเคราะห์เปปไทด์และโปรตีนในงานวิจัยทางชีวเคมีและเภสัชวิทยา โดยเฉพาะในการศึกษากระบวนการทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับกลูตามีน ซึ่งเป็นกรดอะมิโนสำคัญในร่างกาย นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีบทบาทในการรักษาโรคหรือปรับปรุงสุขภาพ โดยเฉพาะในด้านระบบภูมิคุ้มกันและการฟื้นฟูเซลล์