Геном показывает, какие белки могут быть синтезированы. Протеомика показывает, какие белки фактически присутствуют. Это крупномасштабное исследование белков, включая их экспрессию, модификацию, взаимодействие и функции. Белки — это «рабочие лошадки» клетки, и их уровень меняется в ответ на заболевания, лекарства и окружающую среду. Протеомика позволяет зафиксировать это динамическое состояние.

В этой области используются масс-спектрометрия и методы разделения. Образец расщепляется на пептиды, разделяется с помощью жидкостной хроматографии и анализируется методом масс-спектрометрии. Полученные спектры сопоставляются с базами данных белков для идентификации и количественного определения белков. В одном эксперименте можно обнаружить тысячи белков. Также можно картировать посттрансляционные модификации, такие как фосфорилирование и гликозилирование.

Протеомика используется для поиска биомаркеров заболеваний, понимания механизмов действия лекарств и изучения белковых взаимодействий. Она применяется в исследованиях рака для идентификации белков, стимулирующих рост опухолей. Она используется в микробиологии для изучения реакции патогенов на антибиотики. Она используется в сельском хозяйстве для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к стрессовым факторам.

Сложности носят технический характер. Количество белков сильно варьируется, от миллионов копий на клетку до нескольких. Белки с низкой концентрацией трудно обнаружить. Данные сложны, и для их интерпретации требуются биоинформатические методы. Но протеомика развивается и дополняет геномику и транскриптомику, позволяя получить более полную картину биологии.