Thalidomide-PEG3-NH2 ถูกนำมาใช้หลักในการส่งยาแบบกำหนดเป้าหมายและ proteolysis-targeting chimeras (PROTACs) โครงสร้างของมันช่วยให้ทำหน้าที่เป็นโมเลกุลเชื่อมต่อระหว่างตัวยารักษากับโปรตีนเป้าหมายเฉพาะ ส่วนของ thalidomide มีความสามารถในการจับกับ cereblon ซึ่งเป็น E3 ubiquitin ligase ที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการย่อยสลายโปรตีน คุณสมบัตินี้ทำให้มีคุณค่าในการออกแบบ PROTACs โดยช่วยดึงดูดโปรตีนเป้าหมายไปยังระบบ ubiquitin-proteasome เพื่อการย่อยสลาย

ส่วน PEG3 ทำหน้าที่เป็น spacer ที่ช่วยเพิ่มความละลายและลดการขัดขวางแบบ steric ทำให้ประสิทธิภาพของโมเลกุลในระบบชีวภาพดีขึ้น นอกจากนี้ กลุ่ม amine (NH2) ให้จุดปฏิกิริยาที่ใช้งานได้สำหรับการเชื่อมต่อกับโมเลกุลอื่นๆ สนับสนุนการพัฒนาระบบส่งยาที่ซับซ้อน

สารประกอบนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะในการวิจัยมะเร็ง โดยช่วยในการย่อยสลายโปรตีนที่ก่อมะเร็งแบบเลือกสรร เสนอแนวทางการบำบัดแบบกำหนดเป้าหมายที่น่าหวัง