蛋白磷酸化是一种重要的翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)。目前,关于蛋白质磷酸化修饰的研究主要是围绕O-磷酸化修饰进行的,对磷酸化精氨酸、磷酸化组氨酸及磷酸化赖氨酸等蛋白质N-磷酸化修饰在真核与原核生物中的作用,了解的还相当有限。这是由于N-磷酸化氨基酸的P-N键化学性质敏感,遇酸遇热极易分解,因此一直没有找到有效的工具对N-磷酸化蛋白修饰进行研究。本论文针对蛋白质的精氨酸N-磷酸化修饰,以磷酸化精氨酸类似物的设计和应用为主要研究方向,为N-磷酸化蛋白修饰研究提供有效、便捷的技术手段及研究策略。具体来讲,主要包括以下四个方面的内容。首先,我们将不稳定的N-P键替换为稳定的C-P键,设计合成了磷酸化精氨酸的稳定类似物pAIE,该类似物可以通过克级大剂量反应方便地获得,反应总产率19.4%。其次,利用该小分子作为半抗原与KLH蛋白偶联,免疫小鼠制备出了第一例抗磷酸化精氨酸的多克隆抗体,该抗体对磷酸化精氨酸多肽和磷酸化精氨酸蛋白能够特异性识别,对磷酸化精氨酸蛋白的检出限可达到0.1 ng,可用于多种生物检测方法。第三,设计合成了氨基酸型的磷酸化精氨酸类似物Fmoc-Aai(P03Et2)-OH,并将该小分子应用于Fmoc-固相多肽合成法。通过标准固相合成法成功合成出了带磷酸酯的精氨酸类似物多肽。第四,利用pAIE小分子合成了分子印迹聚合物pAIE-MIPs,并应用于磷酸化精氨酸多肽的富集,实验结果表明,在含磷酸化精氨酸多肽及其他酶解多肽的复杂体系中,pAIE-MIPs材料对磷酸化精氨酸多肽有明确的选择性。