Peptydy powiązane z Melanotanem-II obejmują przede wszystkim inne analogi hormonu-stymulującego melanocyty. Na przykład Melanotan-I ma podobną sekwencję aminokwasów co Melanotan-II, ale różni się strukturalnie; wykazuje stosunkowo niższą aktywność i gorszą stabilność in vivo. Badania porównawcze struktury i aktywności melanotanu-I i melanotanu-II pomagają wyjaśnić kluczowe czynniki wpływające na aktywność i stabilność tej klasy peptydów, dostarczając teoretycznych podstaw do dalszej optymalizacji i rozwoju nowych analogów hormonu stymulującego melanocyty-.

Ponadto istnieją analogi peptydów pochodzące z modyfikacji struktury melanotanu-II; Naukowcy dążą do zwiększenia aktywności, poprawy stabilności lub zwiększenia specyficzności ukierunkowania poprzez zmianę sekwencji aminokwasów, modyfikację grup funkcyjnych lub koniugację innych cząsteczek funkcjonalnych. Przykłady obejmują włączenie-komórkowych sekwencji peptydowych do Melanotanu-II w celu ułatwienia skuteczniejszego wnikania do komórek i działania lub chemiczną modyfikację określonych aminokwasów w celu wydłużenia okresu półtrwania-peptydu in vivo. Badania nad tymi pokrewnymi peptydami są istotne dla rozszerzenia zakresu zastosowań melanotanu-II i opracowania skuteczniejszych środków terapeutycznych.