Zu den mit Melanotan-II verwandten Peptiden gehören in erster Linie andere Analoga des Melanozyten--stimulierenden Hormons. Beispielsweise hat Melanotan-I eine ähnliche Aminosäuresequenz wie Melanotan-II, unterscheidet sich jedoch strukturell; es weist eine relativ geringere Aktivität und eine schlechtere Stabilität in vivo auf. Vergleichende Studien zur Struktur und Aktivität von Melanotan-I und Melanotan-II helfen dabei, die Schlüsselfaktoren aufzuklären, die die Aktivität und Stabilität dieser Peptidklasse beeinflussen, und liefern eine theoretische Grundlage für die weitere Optimierung und Entwicklung neuartiger Analoga des Melanozyten-stimulierenden Hormons.

Darüber hinaus gibt es Peptidanaloga, die aus Modifikationen der Melanotan-II-Struktur abgeleitet sind; Ziel der Wissenschaftler ist es, die Aktivität zu steigern, die Stabilität zu verbessern oder die Targeting-Spezifität zu erhöhen, indem sie Aminosäuresequenzen verändern, funktionelle Gruppen modifizieren oder andere funktionelle Moleküle konjugieren. Beispiele hierfür sind der Einbau zelldurchdringender Peptidsequenzen in Melanotan-II, um einen effektiveren Zelleintritt und eine effektivere Wirkung zu ermöglichen, oder die chemische Modifizierung spezifischer Aminosäuren, um die In-vivo-Halbwertszeit des Peptids zu verlängern. Die Erforschung dieser verwandten Peptide ist für die Erweiterung des Anwendungsbereichs von Melanotan-II und die Entwicklung wirksamerer therapeutischer Wirkstoffe von Bedeutung.