N-(Methoxycarbonyl)-L-threonine ใช้หลักๆ ในด้านการสังเคราะห์เปปไทด์ โดยทำหน้าที่เป็นรูปแบบที่ได้รับการป้องกันของ threonine ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่สำคัญในการสร้างลำดับเปปไทด์เฉพาะเจาะจง กลุ่ม methoxycarbonyl ทำหน้าที่เป็นกลุ่มป้องกัน ป้องกันปฏิกิริยาที่ไม่ต้องการที่ตำแหน่ง threonine ระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ สารเคมีนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตเปปไทด์ที่ซับซ้อนสำหรับการวิจัยเภสัชกรรม ซึ่งต้องการการควบคุมที่แม่นยำในการรวมกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังใช้ในการพัฒนายาที่มีฐานเป็นเปปไทด์ ซึ่งใช้ในการรักษาโรคต่างๆ รวมถึงมะเร็งและความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีเพื่อทำความเข้าใจโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน ช่วยในการออกแบบตัวแทนบำบัดใหม่