L-серин играет важную роль в каталитической функции многих ферментов. Было показано, что это происходит в активных центрах химотрипсина, трипсина и многих других ферментов. Так называемые нервно-паралитические газы и многие вещества, используемые в инсектицидах, действуют путем объединения с остатком серина в активном центре ацетилхолинэстеразы, полностью ингибируя фермент. Фермент ацетилхолинэстераза расщепляет нейромедиатор ацетилхолин, который выделяется в нервных и мышечных соединениях, чтобы позволить мышце или органу расслабиться. Результатом ингибирования ацетилхолина является то, что ацетилхолин накапливается и продолжает действовать, так что любые нервные импульсы постоянно передаются и сокращения мышц не прекращаются.