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胰岛β细胞通过分泌胰岛素调控血糖稳态，而胰岛素分泌的不足是糖尿病病程发展的一个重要因素。胰岛素分泌是一个被翻译后修饰高度调控的生物学过程，其中磷酸化调控扮演了非常重要的角色。在最近的十年中，定量磷酸化蛋白质组学取得了飞速的发展，使得在系统层面对生物体内的磷酸化调控网络的研究成为可能。本研究分为三个部分： 第一部分，发展了一种更为全面的磷酸化肽段富集策略。在这个策略中，我首先采用阴离子交换色谱(Strong Anion Exchange，SAX)对多位点磷酸化肽段进行富集，而阴离子交换色谱的流穿组分中则含有丰富的单位点磷酸化肽段，这部分肽段可以通过二氧化钛(Titanium dioxide，TiO2)的方法对其进行富集。这种新策略不仅克服了不同富集方法的偏好型，增加了对细胞内整体磷酸化蛋白质组的覆盖率，还表现出了灵活多样的实现方式，对于不同初始量的样品都能获得良好的富集和鉴定效果。通过这个策略，我在INS-1E细胞中一共鉴定了2313个蛋白质上的共5078个磷酸化位点，其中1011个位点尚未在其余的工作中被报道。含有这些新位点的蛋白质包括一些分泌小泡蛋白以及β细胞中关键的转录因子，这些新位点可能对于β细胞的功能和糖尿病的发展有潜在的调控作用。 第二部分，对胰岛β细胞系INS-1E细胞的SILAC(StableIsotope Labeling by Amino acid in Cell culture)标记方法进行了探讨。通过降低培养基中精氨酸的含量并同时增加脯氨酸的含量，INS-1E细胞中的精氨酸-脯氨酸转化得以抑制。且氨基酸成分的调整并未影响该细胞中精氨酸的标记效率，说明未发生精氨酸的反相转化。但培养条件的改变却对INS-1E细胞的胰岛素分泌表型以及蛋白质的磷酸化状态造成了影响，采用基于SILAC的内标掺入策略，则可以绕过这一问题。将重同位素标记的INS-1E细胞作为内标，我们在对INS-1E细胞以及大鼠原代胰岛的定量蛋白质组学研究中实现了高通量和定量准确性的有机结合。 第三部分，采用基于SILAC的内标掺入策略，对三种促胰岛素分泌剂(葡萄糖，PMA和Sioc145)介导的促胰岛素分泌过程进行了定量磷酸化蛋白质组学研究。我的质谱结果一共鉴定到了12，027个定位确信的磷酸化位点，建立了目前最大的胰岛β细胞磷酸化位点数据集。葡萄糖，PMA和Sioc145分别对473个蛋白质(771个位点)，456个蛋白质(724个位点)和404个蛋白质(566个位点)进行了磷酸化调控。在胰岛素分泌过程中，葡萄糖可以调控多个激酶的活性而PMA和Sioc145只特异地激活了PKC。另外，我的工作发现这三种促分泌剂对多个胰岛素分泌小泡蛋白质进行了磷酸化调控，这些蛋白质参与小泡锚定，填装和融合等过程，是分泌小泡胞吐作用的关键效应分子。这部分工作的结果在系统层面揭示了β细胞胰岛素分泌过程中的磷酸化调控网络，并为之后的进一步功能研究提供了依据。