目前报道的大多数用于治疗人类疾病的药物都是小分子药物。其中，有些药物由于在体内具有多个靶标而具有多重功能，但同时也会带来一定的副作用。另外一些具有活性的天然产物，它们在体内的蛋白靶标依旧未知。寻找和进一步发现具有药物活性小分子的体内作用靶标是新药研发和老药新用过程中重要的环节。雷帕霉素是一种大环内酯化合物，常用做免疫抑制剂，最近被报道可能具有抗癌、抗衰老和治疗阿尔茨海默症等效果，但是对此的机制研究不是非常明确，且关注点大多集中在经典的雷帕霉素靶蛋白上（Target of Rapamycin，TOR）。针对这一现状。本课题以基于质谱的蛋白质组学方法为研究手段，寻找雷帕霉素在体内的未知作用靶点，并探究其作用机制。　　首先，我们验证了热处理蛋白质组方法(Thermal proteome profiling，TPP)在简单体系下的可行性，同时揭示了该方法不适用于雷帕霉素及其靶蛋白的相互作用的鉴定。随后，我们应用化学蛋白质组学的方法，对雷帕霉素进行结构修饰，分别合成了两类雷帕霉素探针。其中具有光亲和标签的探针不仅具有雷帕霉素的活性，同时还可以稳定地标记靶蛋白。采用基于活性的蛋白分析方法（Activitybased protein profiling，ABPP），我们鉴定到14个高可信度的候选靶蛋白，在不同细胞系中可重复的蛋白有2个，分别为已知雷帕霉素靶点FKBP1A和候选靶点MSLAB01。　　随后，我们分别研究了雷帕霉素处理下的蛋白质组、磷酸化蛋白质组和新合成蛋白质组，通过多组学数据发现雷帕霉素对细胞蛋白质组不会有显著影响，但是在细胞生长、增殖和周期调控相关磷酸化信号通路中的调节作用是多通路、多水平共同作用的，进一步验证和解释了雷帕霉素的作用机制，并且发现MYCN蛋白作为许多下游合成受影响蛋白的转录因子，可能参与它们转录水平的调节。　　最后，我们发现的新靶点MSLAB01在雷帕霉素的处理下细胞内HSP70mRNA会有一定程度的核内聚集，引导我们进行后续的体外验证实验。