腫瘤發生與發展過程中，除了表達差異，很多蛋白質的功能受到翻譯后修飾的調控。利用蛋白質組學的方法，可對腫瘤相關蛋白質的修飾進行的定量及定性分析，為激酶信號通路、組蛋白修飾等研究提供基礎。

Kim 等在 2013 年發表于《PNAS》上的研究，利用磷酸化蛋白組學的方法研究了 TANKbinding kinase 1 (TBK1)促進肺癌細胞存活過程中的磷酸化信號轉導通路。作者共鑒定到了 A549 細胞裂解液中的 2080 個磷酸化蛋白質中的 4,621 個磷酸化肽段, 其中 385 個蛋白質 (477 個肽段)的磷酸化水平在 TNK1 敲除后發生了至少 1.5 倍變化，由此作者構建了 TBK1 的磷酸信號轉導網絡。作者進一步發現 Polo-like kinase 1 (PLK1)在該網絡中處于核心位置，進一步的實驗證實 TBK1 可在體外直接誘導 PLK1 發生磷酸化。另一方面，蛋白組學數據表明 TBK1 敲除后， metadherin 在 Ser-568 位點上的磷酸化顯著減少，進一步的功能研究證實 metadherin 與 TBK1 敏感的肺癌細胞的存活和增殖及腫瘤預后密切相關。