蛋白質組學（英語：proteomics，又譯作蛋白質體學），是以蛋白質組為研究對象，研究細胞、組織或生物體蛋白質組成及其變化規律的科學。這個概念早是在1994年，由Marc Wikins先提出的新名詞。
蛋白質組（Proteome）一詞，源于蛋白質（protein）與 基因組（genome）兩個詞的組合，意指“一種基因組所表達的全套蛋白質”，即包括一種細胞乃至一種生物所表達的全部蛋白質。蛋白質組學本質上指的是在大規模水平上研究蛋白質的特征，包括蛋白質的表達水平，翻譯后的修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質水平上的關于疾病發生，細胞代謝等過程的整體的認識。
蛋白質組的研究不僅能為生命活動規律提供物質基礎，也能為眾多種疾病機理的闡明及攻克提供理論根據和解決途徑。通過對正常個體及病理個體間的蛋白質組比較分析，我們可以找到某些“疾病特異性的蛋白質分子”，它們可成為新藥物設計的分子靶點，或者也會為疾病的早期診斷提供分子標志。確實，那些范圍內銷路藥物本身是蛋白質或其作用靶點為某種蛋白質分子。因此，蛋白質組學研究不僅是探索生命奧秘的必須工作，也能為人類健康事業帶來巨大的利益。蛋白質組學的研究是生命科學進入后基因時代的特征。
蛋白質研究
1.蛋白質鑒定：可以利用一維電泳和二維電泳并結合Western等技術，利用蛋白質芯片和抗體芯片及免疫共沉淀等技術對蛋白質進行鑒定研究。
2.翻譯后修飾：很多mRNA表達產生的蛋白質要經歷翻譯后修飾如磷酸化，糖基化，酶原激活等。翻譯后修飾是蛋白質調節功能的重要方式，因此對蛋白質翻譯后修飾的研究對闡明蛋白質的功能具有重要作用。
3.蛋白質功能確定：如分析酶活性和確定酶底物，細胞因子的生物分析/配基-受體結合分析�？梢岳没蚯贸头戳x技術分析基因表達產物-蛋白質的功能。另外對蛋白質表達出來后在細胞內的定位研究也在一定程度上有助于蛋白質功能的了解。Clontech的熒光蛋白表達系統就是研究蛋白質在細胞內定位的一個很好的工具。
4.對人類而言，蛋白質組學的研究終要服務于人類的健康，主要指促進分子醫學的發展。如尋找藥物的靶分子。很多藥物本身就是蛋白質，而很多藥物的靶分子也是蛋白質。藥物也可以干預蛋白質-蛋白質相互作用。
在基礎醫學和疾病機理研究中，了解人不同發育、不同生理、病理條件下及不同細胞類型的基因表達的特點具有特別重要的意義。這些研究可能找到直接與特定生理或病理狀態相關的分子，進一步為設計作用于特定靶分子的藥物奠定基礎。
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