磷酸化修饰是最常见的蛋白质翻译后修饰,哺乳细胞内大约三分之二蛋白质存在一个或者多个磷酸化修饰。细胞常通过磷酸化修饰调控多肽和蛋白的结构与功能,因此磷酸化修饰与众多的生理和病理过程密切相关。在肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS）和额颞叶痴呆（Frontotemporal Lobar Degeneration,FTLD）患者的神经细胞中,存在大量的TDP-43蛋白及其C-端片段（C-Terminal Fragments）的聚集体。这种聚集体常被高度磷酸化修饰和泛素化修饰。研究证实TDP-43相关蛋白的磷酸化修饰水平与疾病进程具有相关性,表现为疾病晚期患者中,TDP-43相关蛋白的磷酸化修饰水平会显著增加。但是目前关于磷酸化修饰调控TDP-43相关蛋白病理功能的作用机制仍不清晰,其主要原因是难以获得特定位点翻译后修饰的TDP-43相关蛋白。为了准确研究以上问题,本论文选取TDP-43蛋白C端结构域,即TDP PLD蛋白作为模型,结合蛋白表达与化学修饰等多种方法,设计新型合成路线,首次合成了无纯化标签的野生型w TDP PLD蛋白和404位丝氨酸磷酸化修饰的p TDP PLD蛋白。证实了p TDP PLD蛋白比w TDP PLD蛋白聚集速率更快、细胞毒性更显著且传染能力更强。这说明病理相关的404位磷酸化修饰可诱导TDP PLD蛋白产生更强病理功能。因此抑制TDP-43蛋白的404位磷酸化修饰将成为治疗ALS和FTLD疾病的潜在靶标。基于磷酸化修饰对TDP PLD功能的调控研究,本论文利用磷酸化修饰作为调控蜂毒肽及其衍生物功能的手段,开发了碱性磷酸酶（ALP）诱导的功能获得策略用于增强蜂毒肽及其衍生物的细胞选择性,从而选择性杀伤癌细胞。具体来说,通过筛选磷酸化修饰位点,获得功能缺失型磷酸化修饰的蜂毒肽衍生物。该磷酸化多肽可在体外和细胞表面响应ALP的调控,被去磷酸化,从而恢复膜裂解能力。因此该磷酸化多肽可识别并选择性杀伤高水平表达ALP的癌细胞,同时极大地减少对正常哺乳细胞的毒副作用。这一基于磷酸化修饰调控和ALP酶活性的靶向杀伤策略,不仅可以增强蜂毒肽及其衍生物的细胞选择性,也可应用于其它生物活性分子,提高靶向性。研究磷酸化修饰调控多肽和蛋白质结构与功能的机制是理解生命活动动态性的重要切入点。借鉴于大自然精妙的调控策略,人们可利用磷酸化修饰赋予生物活性分子新的功能。