Das Genom gibt Aufschluss darüber, welche Proteine ​​gebildet werden könnten. Die Proteomik zeigt, welche Proteine ​​tatsächlich vorhanden sind. Sie ist die umfassende Untersuchung von Proteinen, einschließlich ihrer Expression, Modifikation, Interaktion und Funktion. Proteine ​​sind die Arbeitstiere der Zelle, und ihre Konzentrationen verändern sich als Reaktion auf Krankheiten, Medikamente und Umwelteinflüsse. Die Proteomik erfasst diesen dynamischen Zustand.

Das Forschungsgebiet basiert auf Massenspektrometrie und Trennverfahren. Eine Probe wird in Peptide gespalten, mittels Flüssigkeitschromatographie getrennt und massenspektrometrisch analysiert. Die resultierenden Spektren werden mit Proteindatenbanken abgeglichen, um die Proteine ​​zu identifizieren und zu quantifizieren. Tausende von Proteinen können in einem einzigen Experiment nachgewiesen werden. Auch posttranslationale Modifikationen wie Phosphorylierung und Glykosylierung lassen sich erfassen.

Die Proteomik dient dazu, Biomarker für Krankheiten zu finden, Wirkmechanismen von Medikamenten zu verstehen und Proteininteraktionen zu untersuchen. In der Krebsforschung wird sie eingesetzt, um Proteine ​​zu identifizieren, die das Tumorwachstum fördern. In der Mikrobiologie untersucht sie, wie Krankheitserreger auf Antibiotika reagieren. In der Landwirtschaft wird sie genutzt, um die Stresstoleranz von Nutzpflanzen zu verbessern.

Die Herausforderungen sind technischer Natur. Proteine ​​weisen eine sehr unterschiedliche Häufigkeit auf, von Millionen Kopien pro Zelle bis hin zu wenigen. Proteine ​​mit geringer Häufigkeit sind schwer nachzuweisen. Die Daten sind komplex, und ihre Interpretation erfordert bioinformatische Kenntnisse. Doch die Proteomik entwickelt sich rasant weiter und ergänzt Genomik und Transkriptomik, um ein umfassenderes Bild der Biologie zu liefern.