合浦珠母贝（Pinctada fucata）的贝壳是在生物体的复杂调控下形成的一种生物矿物。与天然形成的无机矿物相比,它具有优异的材料性能和力学特性。生物矿化过程是一个极其复杂的过程。在这个过程中,多种生物大分子相互作用共同参与其中,而它们本身也受到各种类型的调控。目前的研究表明,各种贝壳基质蛋白（SMP）在贝壳形成过程中起着重要的调控作用,相关研究也集中在发现调控碳酸钙晶体形成和生长的新的贝壳基质蛋白上。但是贝壳基质蛋白的磷酸化修饰在合浦珠母贝的生物矿化中很少受到关注。蛋白质组学研究表明,贝壳基质蛋白中存在大量的磷酸化蛋白。为了探索磷酸化在生物矿化中的作用,对EDTA可溶性基质蛋白（ESM）和EDTA不溶性基质蛋白（EISM）对碳酸钙晶体生长的影响进行了系统研究。通过体外结晶实验以及利用STORM技术对蛋白分布模式的研究,我们发现ESM蛋白在晶体边缘与中心都存在,主要呈现出一种点状分布,说明ESM在晶体生长的各个阶段都起到了作用,前期参与了晶体成核过程,促进新的晶体生成,后期主要调控晶体形貌。EISM蛋白分布主要集中在晶体的外围,分布形式主要是丝状连续分布,说明EISM主要在碳酸钙晶体形成后的生长过程中起到了关键作用,主要对晶体的生长方向起到了模板的作用,采用的方式就是结合在晶体外围,随着晶体的生长不断外延。体外实验证实,去除磷酸化修饰会减少ESM和EISM基质蛋白与晶体的结合和在晶体中的分布导致其对碳酸钙晶体形成的调控作用下降。用抗丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸抗体中和间液中的磷酸化蛋白,也会显著影响贝壳珍珠层和棱柱层的生长,使贝壳新生长层出现了无序结晶。贝壳缺刻后,外套膜磷酸化蛋白组发生了显著的改变。通过KEGG分析,焦点黏连、Hippo信号通路、肌动蛋白细胞骨架调控、Rap1信号通路、Erb B信号通路等磷酸化修饰程度变化最大,通过GO分析,胞浆、非膜结构细胞器、有机物代谢过程、结构分子活性以及相关类别的结合蛋白等磷酸化修饰程度变化最大。为了找到磷酸化修饰的调节蛋白,我们在合浦珠母贝间液蛋白组中发现蛋白激酶Fam20C的同源蛋白。通过实验,我们发现Fam20C在外套膜组织中高表达,在幼贝发育的D型期影响第一原壳的形成,在贝壳缺刻时表达量上升。抑制Fam20C的表达后,贝壳的精细结构受到严重破坏,间液中的基质蛋白的磷酸化水平明显降低。通过RNAi抑制Fam20C的表达之后,对间液磷酸化蛋白组的分析,我们找到了精氨酸激酶、钙调蛋白、肌球蛋白、副肌球蛋白等受Fam20C靶向调节的蛋白。总之,基质蛋白的磷酸化对其在生物矿化过程中的作用至关重要,激酶Fam20C促进了合浦珠母贝间液基质蛋白的磷酸化,Fam20C对贝壳基质蛋白的调控过程与机理有待进一步研究。