Z-D-Ser(tBu)-OH ใช้หลักในการสังเคราะห์เปปไทด์เป็นหน่วยย่อยสำหรับสร้างเปปไทด์ที่กำหนดเอง มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตเปปไทด์ที่มีสเตอรีโอเคมีเฉพาะเจาะจง เนื่องจากนำเสนอสารตกค้าง D-เซรีน ซึ่งพบได้น้อยในธรรมชาติ สารประกอบนี้มักใช้ในงานวิจัยเภสัชภัณฑ์เพื่อพัฒนายาเพปไทด์ โดยที่การควบคุมการกำหนดค่าของกรดอะมิโนอย่างแม่นยำมีความสำคัญ นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษากโครงสร้างและหน้าที่ของเปปไทด์ ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่าการกำหนดค่าของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันส่งผลต่อกิจกรรมทางชีวภาพอย่างไร เพิ่มเติม Z-D-Ser(tBu)-OH ใช้ในการสังเคราะห์เปปโตไอมิเมติกส์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่ออกแบบมาเพื่อเลียนแบบโครงสร้างและหน้าที่ของเปปไทด์ธรรมชาติ มักมีเสถียรภาพหรือ bioavailability ที่เพิ่มขึ้น กลุ่มปกป้อง tert-butyl ช่วยให้มั่นคงระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการประกอบเปปไทด์ที่ซับซ้อน