La L-Serina svolge un ruolo importante nella funzione catalitica di molti enzimi. È stato dimostrato che si verifica nei siti attivi della chimotripsina, della tripsina e di molti altri enzimi. È stato dimostrato che i cosiddetti gas nervini e molte sostanze utilizzate negli insetticidi agiscono combinandosi con un residuo di serina nel sito attivo dell'acetilcolina esterasi, inibendo completamente l'enzima. L'enzima acetilcolinesterasi scompone il neurotrasmettitore acetilcolina, che viene rilasciato alle giunzioni nervose e muscolari per consentire al muscolo o all'organo di rilassarsi. Il risultato dell'inibizione dell'acetilcolina è che l'acetilcolina si accumula e continua ad agire in modo che qualsiasi impulso nervoso venga continuamente trasmesso e le contrazioni muscolari non si interrompano.
