A L-serina desempenha um papel importante na função catalítica de muitas enzimas. Foi demonstrado que ocorre nos locais ativos da quimiotripsina, tripsina e muitas outras enzimas. Os chamados gases nervosos e muitas substâncias usadas em inseticidas demonstraram agir combinando-se com um resíduo de serina no sítio ativo da acetilcolina esterase, inibindo a enzima completamente. A enzima acetilcolinaesterase decompõe o neurotransmissor acetilcolina, que é liberado nas junções nervosas e musculares para permitir que o músculo ou órgão relaxe. O resultado da inibição da acetilcolina é que a acetilcolina se acumula e continua a agir de forma que todos os impulsos nervosos são transmitidos continuamente e as contrações musculares não param.
