La L-serina juega un papel importante en la función catalítica de muchas enzimas. Se ha demostrado que ocurre en los sitios activos de quimotripsina, tripsina y muchas otras enzimas. Se ha demostrado que los llamados gases nerviosos y muchas sustancias utilizadas en los insecticidas actúan combinándose con un residuo de serina en el sitio activo de la acetilcolina esterasa, inhibiendo la enzima por completo. La enzima acetilcolineesterasa descompone el neurotransmisor acetilcolina, que se libera en las uniones nerviosas y musculares para permitir que el músculo u órgano se relaje. El resultado de la inhibición de la acetilcolina es que la acetilcolina se acumula y continúa actuando para que los impulsos nerviosos se transmitan continuamente y las contracciones musculares no se detengan.
