Thalidomide-PEG2-NH2 ใช้หลักในการพัฒนา PROTACs (Proteolysis Targeting Chimeras) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยในการค้นพบยา โดยทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการกำหนดเป้าหมายโปรตีนเฉพาะเพื่อการย่อยสลาย โดยเฉพาะในการบำบัดรักษามะเร็ง ส่วนของ thalidomide ในสารประกอบนี้จับกับ E3 ubiquitin ligase ขณะที่ linker PEG2 ช่วยเพิ่มความละลายและความยืดหยุ่น ทำให้การย่อยสลายโปรตีนมีประสิทธิภาพ การประยุกต์ใช้ขยายไปสู่การวิจัยด้านการย่อยสลายโปรตีนแบบกำหนดเป้าหมายสำหรับโรคเช่น มัลติเพิลไมโลมา และมะเร็งชนิดอื่นๆ โดยนำเสนอแนวทางใหม่ในการกำจัดโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรค นอกจากนี้ ยังใช้ในการศึกษาทางชีวเคมีเพื่อสำรวจการโต้ตอบระหว่างโปรตีนและเส้นทางในเซลล์