运用生物化学、分子生物学、结构生物学、蛋白质组学、以及其它生物学、生物物理学等方法和技术，针对肿瘤、衰老、神经系统疾病等重大疾病以及具有重要生物学意义的蛋白质，开展蛋白质的结构和功能、蛋白质的表达和修饰、以及蛋白质的相互作用等的研究。

主要研究内容包括：

重大疾病相关的蛋白质的结构生物学研究：（肿瘤、衰老和神经系统疾病）（丁建平、阮康成、胡红雨）

蛋白质的功能研究：（蛋白质的相互作用、磷酸化、烷基化修饰）（李林、丁建平、陈正军、胡红雨、赵辅昆、曾嵘）

重大疾病相关和具有重大生物学意义的蛋白质组学研究：（细胞分化、神经发育、信号转导）（李林、陈正军、周嘉伟、赵辅昆、曾嵘）

蛋白质组学研究的新方法和新领域：（生物质谱方法、量子点技术）（曾嵘、阮康成）