Phenylthiohydantoin-alanine ใช้หลัก ๆ ในสาขาการจัดลำดับโปรตีนและการวิเคราะห์เปปไทด์ โดยมีบทบาทสำคัญในกระบวนการ Edman degradation ซึ่งเป็นวิธีการสำหรับกำหนดลำดับกรดอะมิโนในโปรตีน โดยการตัดและระบุกรดอะมิโนทีละตัวจาก N-terminus ของเปปไทด์อย่างเลือกสรร ช่วยให้นักวิจัยสามารถทำแผนที่โครงสร้างโปรตีนได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจการทำงานของโปรตีน การศึกษาการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม และการพัฒนาการบำบัดแบบกำหนดเป้าหมายในการวิจัยชีวการแพทย์ นอกจากนี้ ยังใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อตรวจสอบความบริสุทธิ์และองค์ประกอบของเปปไทด์สังเคราะห์ การประยุกต์ใช้ของมันมีความสำคัญในการส่งเสริมการศึกษาปร็อตีโอมิกส์และชีวเคมี