Der Arbeitskreis Kazmaier beschäftigt sich zum einen mit der Entwicklung neuer Synthesemethoden, vor allem zum Aufbau ungewöhnlicher Aminosäuren und Peptide, als auch mit deren Anwendung in der Natur- und Wirkstoffsynthese. Viele dieser oftmals sehr ungewöhnlichen Peptide finden sich in „niedrigen Organismen“ marinen Ursprungs oder Bakterien und zeigen außergewöhnliche biologische Eigenschaften. Daher sollen diese Peptide nicht nur totalsynthetisiert werden, sondern es sollen auch Konzepte für Modifizierungen erarbeitet werden, die es erlauben kleinere Bibliotheken von potentiellen Wirkstoffen zu generieren. Neuerdings wurde das Spektrum auch auf Polyketide und Polyketid-Peptid-Konjugate erweitert. 

Durch Synthese z.B. Deuterium-markierter Verbindungen sollen ferner Bausteine für Fütterungsexperimente und zur Aufklärung von Biosynthesewegen bereitgestellt werden. Dies wurde in der Vergangenheit bereits bei den Tubulysinen und Cinnabaramid erfolgreich realisiert. Der Einbau Photoaffinity-gelabelter Bausteine in Naturstoffe könnte zudem genutzt werden, um Wirkmechanismen via Target-Fishing aufzuklären.