โปรตีโอมิกส์ คือการศึกษา โปรตีนในระดับขนาดใหญ่^{[ 1 ]}โปรตีโอมคือชุดโปรตีนทั้งหมดที่ผลิตหรือดัดแปลงโดยสิ่งมีชีวิตหรือระบบ โปรตีโอมิกส์เป็นสาขาสหวิทยาการที่ครอบคลุมการสำรวจโปรตีโอมในระดับโดยรวมขององค์ประกอบ โครงสร้าง และกิจกรรมของโปรตีน แม้ว่าขนาดและความซับซ้อนของโปรตีโอมจะน่าเกรงขาม แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันได้ขยายความไวและขอบเขตของการวิเคราะห์โปรตีโอมอย่างมาก^{[ 2 ]}

โดยทั่วไปแล้ว โปรตีโอมิกส์หมายถึงการวิเคราะห์เชิงทดลองขนาดใหญ่ของโปรตีนและโปรตีโอม แต่บ่อยครั้งที่หมายถึงการทำให้บริสุทธิ์ของโปรตีนและการวิเคราะห์มวลสาร โดยเฉพาะ อันที่จริง การวิเคราะห์มวลสารเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการวิเคราะห์โปรตีโอม ทั้งในตัวอย่างขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายล้านเซลล์^{[ 3 ] [ 4 ]}และในเซลล์เดี่ยว^{[ 5 ] [ 6 ]}

โปรตีนเป็นโมเลกุลขนาด ใหญ่ที่สำคัญยิ่ง ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด มีหน้าที่มากมาย เช่น การสร้างเส้นใยโครงสร้างของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อการย่อยอาหารด้วยเอนไซม์ หรือการสังเคราะห์และการจำลองดีเอ็นเอนอกจากนี้ โปรตีนชนิดอื่นๆ ยังรวมถึงแอนติบอดีที่ช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากการติดเชื้อ และฮอร์โมนที่ส่งสัญญาณสำคัญไปทั่วร่างกาย

โปรตีโอมิกส์ช่วยให้สามารถระบุโปรตีนได้จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งแตกต่างกันไปตามเวลาและความต้องการหรือความเครียดที่แตกต่างกันที่เซลล์หรือสิ่งมีชีวิตต้องเผชิญ^{[ 7 ]}

การศึกษาโปรตีนครั้งแรกที่สามารถถือได้ว่าเป็นโปรตีโอมิกส์เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2517 หลังจากมีการนำเจลสองมิติมาใช้และการทำแผนที่โปรตีนจากแบคทีเรียEscherichia coli ^{[ 8 ]}

โปรตีโอมเป็นการผสมผสานระหว่างคำว่า "โปรตีน" และ "จีโนม" คำนี้ถูกบัญญัติขึ้นในปี 1994 โดยมาร์ค วิลกินส์ นักศึกษาปริญญาเอกในขณะนั้น^{ที่มหาวิทยาลัยแมคควารี [} 9 ] ซึ่งได้^{ก่อตั้งห้อง}ปฏิบัติการโปรตีโอมิกส์เฉพาะทางแห่งแรกในปี 1995 ^{[ 10 ] [ 11 ]}

หลังจากจีโนมิกส์และทรานสคริปโตมิกส์แล้ว โปรตีโอมิกส์ถือเป็นขั้นตอนต่อไปในการศึกษาระบบชีวภาพ โปรตีโอมิกส์มีความซับซ้อนกว่าจีโนมิกส์ เนื่องจากจีโนมของสิ่งมีชีวิตค่อนข้างคงที่ ในขณะที่โปรตีโอมแตกต่างกันไปในแต่ละเซลล์และในแต่ละช่วงเวลา ยีนที่แตกต่างกันจะถูกแสดงออกในเซลล์ประเภทต่างๆ ซึ่งหมายความว่าแม้แต่ชุดโปรตีนพื้นฐานที่ผลิตในเซลล์ก็ต้องได้รับการระบุ^{[ 12 ]}

ในอดีต ปรากฏการณ์นี้ได้รับการประเมินโดยการวิเคราะห์ RNA ซึ่งพบว่าไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณโปรตีน^{[ 13 ] [ 14 ]}ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันแล้วว่าmRNAไม่ได้ถูกแปลเป็นโปรตีนเสมอไป^{[ 15 ]}และปริมาณโปรตีนที่ผลิตได้สำหรับปริมาณ mRNA ที่กำหนดจะขึ้นอยู่กับยีนที่ถูกถอดรหัสและสภาวะทางสรีรวิทยาของเซลล์ โปรตีโอมิกส์ยืนยันการมีอยู่ของโปรตีนและให้การวัดปริมาณโดยตรง

การแปลรหัสจาก mRNA ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความแตกต่างเท่านั้น แต่โปรตีนหลายชนิดยังได้รับการดัดแปลงทางเคมีหลากหลายรูปแบบหลังจากการแปลรหัสด้วย การดัดแปลงหลังการแปลรหัสที่พบได้บ่อยและมีการศึกษาอย่างกว้างขวาง ได้แก่ การเติมหมู่ฟอสเฟตและการเติมหมู่ไกลโคซิล การดัดแปลงหลังการแปลรหัสเหล่านี้หลายอย่างมีความสำคัญต่อการทำงานของโปรตีน

การดัดแปลงดังกล่าวอย่างหนึ่งคือฟอสโฟรีเลชันซึ่งเกิดขึ้นกับเอนไซม์และโปรตีนโครงสร้างหลายชนิดในกระบวนการส่งสัญญาณของเซลล์การเพิ่มฟอสเฟตให้กับกรดอะมิโนบางชนิด—โดยทั่วไป คือ ซีรีนและทรีโอนีน^{[ 16 ]}ซึ่งเกิดขึ้นโดยซีรีน-ทรีโอนีนไคเนสหรือในกรณีที่พบน้อยกว่าคือไทโรซีนซึ่งเกิดขึ้นโดยไทโรซีนไคเนส —ทำให้โปรตีนกลายเป็นเป้าหมายสำหรับการจับหรือโต้ตอบกับโปรตีนชุดอื่นที่แตกต่างกันซึ่งรู้จักโดเมนที่มีฟอสโฟรีเลชัน

เนื่องจากการฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนเป็นหนึ่งในการดัดแปลงโปรตีนที่ได้รับการศึกษามากที่สุด งานวิจัยด้าน "โปรตีโอมิกส์" จำนวนมากจึงมุ่งเน้นไปที่การกำหนดชุดของโปรตีนที่ถูกฟอสโฟรีเลชันในเซลล์หรือเนื้อเยื่อชนิดใดชนิดหนึ่งภายใต้สภาวะเฉพาะ ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงเส้นทางการส่งสัญญาณที่อาจทำงานอยู่ในขณะนั้น

ยูบิควิตินเป็นโปรตีนขนาดเล็กที่อาจจับกับโปรตีนเป้าหมายบางชนิดโดยเอนไซม์ที่เรียกว่าE3 ยูบิควิตินไลเกสการระบุว่าโปรตีนใดบ้างที่ถูกยูบิควิตินไลเกสหลายโมเลกุลจะช่วยให้เข้าใจว่าวิถีการทำงานของโปรตีนถูกควบคุมอย่างไร ดังนั้น นี่จึงเป็นการศึกษา "โปรตีโอมิกส์" ที่ถูกต้องตามหลักการอีกประการหนึ่ง ในทำนองเดียวกัน เมื่อนักวิจัยระบุได้แล้วว่าสารตั้งต้นใดบ้างที่ถูกยูบิควิตินไลเกสแต่ละชนิดจับ การระบุชุดของไลเกสที่แสดงออกในเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งก็จะเป็นประโยชน์เช่นกัน

นอกจากการฟอสโฟรีเลชันและการยูบิควิติเนชันแล้วโปรตีนอาจได้รับการดัดแปลงเพิ่มเติมอีกหลายอย่าง เช่นเมทิลเลชันอะเซทิเลชันไกลโคซิเลชันออกซิเดชันและไนโตรซิเลชันโปรตีนบางชนิดอาจได้รับการดัดแปลงทั้งหมดนี้ โดยมักเกิดขึ้นในรูปแบบที่ขึ้นอยู่กับเวลา ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ในการศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน

เซลล์อาจสร้างโปรตีนชุดต่างๆ กันในเวลาที่ต่างกันหรือภายใต้สภาวะที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการพัฒนาการแบ่งเซลล์วงจรเซลล์หรือการเกิดมะเร็งนอกจากนี้ ความซับซ้อนของโปรตีโอมยังเพิ่มขึ้นอีก เนื่องจากโปรตีนส่วนใหญ่สามารถผ่านการเปลี่ยนแปลงหลังการสังเคราะห์ได้หลากหลายรูปแบบ ดังที่กล่าวมาแล้ว

ดังนั้น การศึกษา "โปรตีโอมิกส์" อาจมีความซับซ้อนอย่างรวดเร็ว แม้ว่าหัวข้อการศึกษาจะจำกัดก็ตาม ในสถานการณ์ที่ทะเยอทะยานมากขึ้น เช่น เมื่อ ต้องการหา ไบโอมาร์กเกอร์สำหรับมะเร็งชนิดย่อยที่เฉพาะเจาะจง นักวิทยาศาสตร์โปรตีโอมิกส์อาจเลือกที่จะศึกษาตัวอย่างซีรั่มในเลือดหลายตัวอย่างจากผู้ป่วยมะเร็งหลายราย เพื่อลดปัจจัยรบกวนและคำนึงถึงสัญญาณรบกวนจากการทดลอง^{[ 17 ]}ดังนั้น บางครั้งจึงจำเป็นต้องมีการออกแบบการทดลองที่ซับซ้อนเพื่อคำนึงถึงความซับซ้อนแบบไดนามิกของโปรตีโอม

โปรตีโอมิกส์ให้ความเข้าใจในระดับที่แตกต่างจากจีโนมิกส์ด้วยเหตุผลหลายประการ:

• ระดับการถอดรหัสของยีนให้ค่าประมาณคร่าวๆ ของระดับการแปลเป็นโปรตีน เท่านั้น ^{[ 18 ]} mRNA ที่ผลิตออกมาในปริมาณมากอาจถูกย่อยสลายอย่างรวดเร็วหรือแปลอย่างไม่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ ได้โปรตีนในปริมาณน้อย
• ดังที่กล่าวมาข้างต้น โปรตีนหลายชนิด undergoes การดัดแปลงหลังการสังเคราะห์ (post-translational modifications)ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของโปรตีนเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น โปรตีนบางชนิดจะไม่ทำงานจนกว่าจะได้รับการฟอสโฟรีเลต วิธีการต่างๆ เช่นฟอสโฟโปรตีโอมิกส์และไกลโคโปรตีโอมิกส์ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการดัดแปลงหลังการสังเคราะห์ โปรตีน
• ทรานสคริปต์จำนวนมากก่อให้เกิดโปรตีนมากกว่าหนึ่งชนิด ผ่าน กระบวนการ สไปลซิงแบบทางเลือกหรือการดัดแปลงหลังการแปลรหัสแบบทางเลือก
• โปรตีนหลายชนิดสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับโปรตีนหรือโมเลกุล RNA อื่นๆ และจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมีโมเลกุลเหล่านั้นอยู่ด้วยเท่านั้น
• อัตราการย่อยสลายโปรตีนมีบทบาทสำคัญในปริมาณโปรตีน^{[ 19 ]}

ความสามารถในการทำซ้ำปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อความสามารถในการทำซ้ำในการทดลองโปรตีโอมิกส์คือการชะล้างเปปไทด์จำนวนมากพร้อมกันมากกว่าที่เครื่องแมสสเปกโทรเมตรีสามารถวัดได้ ซึ่งทำให้ เกิดความแตกต่าง แบบสุ่มระหว่างการทดลองเนื่องจากการได้มา ซึ่ง เปปไทด์ไตรปติกที่ขึ้นอยู่กับข้อมูล แม้ว่าการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์แบบช็อตกันขนาดใหญ่ในยุคแรกๆ จะแสดงความแปรปรวนอย่างมากระหว่างห้องปฏิบัติการ^{[ 20 ] [ 21 ]}ซึ่งสันนิษฐานว่าส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากความแตกต่างทางเทคนิคและการทดลองระหว่างห้องปฏิบัติการ แต่ความสามารถในการทำซ้ำได้รับการปรับปรุงในการวิเคราะห์แมสสเปกโทรเมตรีในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับโปรตีน^{[ 22 ]}ที่น่าสังเกตคือโปรตีโอมิกส์แบบกำหนดเป้าหมายแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทำซ้ำและความสามารถในการทำซ้ำที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับวิธีการแบบช็อตกัน แม้ว่าจะต้องแลกมาด้วยความหนาแน่นของข้อมูลและประสิทธิภาพที่ลดลง^{[ 23 ]}

คุณภาพข้อมูลการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์มีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการทำงานอัตโนมัติ และมีการสร้างชุดข้อมูลขนาดใหญ่ซึ่งจะถูกประมวลผลโดยอัลกอริธึมซอฟต์แวร์ พารามิเตอร์ตัวกรองถูกใช้เพื่อลดจำนวนผลลัพธ์ที่ผิดพลาด แต่ไม่สามารถกำจัดได้ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงความจำเป็นในการตระหนักว่าการทดลองโปรตีโอมิกส์ควรปฏิบัติตามเกณฑ์ของเคมีวิเคราะห์ (คุณภาพข้อมูลที่เพียงพอ การตรวจสอบความถูกต้อง การตรวจสอบยืนยัน) ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

ในสาขาโปรตีโอมิกส์ มีหลายวิธีในการศึกษาโปรตีน โดยทั่วไป โปรตีนสามารถตรวจจับได้โดยใช้แอนติบอดี (อิมมูโนแอสเซย์) การแยกด้วยไฟฟ้า หรือแมสสเปกโทรเมตรีหากวิเคราะห์ตัวอย่างทางชีวภาพที่ซับซ้อน จำเป็นต้องใช้แอนติบอดีที่มีความจำเพาะสูงมากในการวิเคราะห์ดอตบลอตเชิงปริมาณ (QDB) หรือต้องใช้การแยกทางชีวเคมีก่อนขั้นตอนการตรวจจับ เนื่องจากมีสารวิเคราะห์ในตัวอย่างมากเกินไปที่จะทำการตรวจจับและหาปริมาณได้อย่างแม่นยำ

แอนติบอดีต่อโปรตีนเฉพาะหรือรูปแบบที่ดัดแปลงของโปรตีนเหล่านั้นถูกนำมาใช้ใน การศึกษา ทางชีวเคมีและชีววิทยาของเซลล์แอนติบอดีเหล่านี้เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่นักชีววิทยาโมเลกุลใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน มีเทคนิคและโปรโตคอลเฉพาะหลายอย่างที่ใช้แอนติบอดีในการตรวจจับโปรตีนการทดสอบอิมมูโนซอร์เบนต์แบบเชื่อมโยงเอนไซม์ (ELISA) ถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายทศวรรษเพื่อตรวจจับและวัดปริมาณโปรตีนในตัวอย่างเวสเทิร์นบลอตอาจใช้สำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณโปรตีนแต่ละชนิด โดยในขั้นตอนแรก ส่วนผสมของโปรตีนที่ซับซ้อนจะถูกแยกโดยใช้SDS-PAGEจากนั้นโปรตีนที่สนใจจะถูกระบุโดยใช้แอนติบอดี^{[ 28 ]}

สามารถศึกษาโปรตีนที่ได้รับการดัดแปลงได้โดยการพัฒนาแอนติบอดีที่จำเพาะต่อการดัดแปลงนั้น ตัวอย่างเช่น แอนติบอดีบางชนิดจะจดจำเฉพาะโปรตีนบางชนิดเมื่อมีการฟอสโฟรีเลชันที่ ไทโรซีน เท่านั้น ซึ่งเรียกว่าแอนติบอดีจำเพาะต่อฟอสโฟริเลชัน นอกจากนี้ยังมีแอนติบอดีที่จำเพาะต่อการดัดแปลงอื่นๆ ซึ่งสามารถใช้เพื่อระบุชุดของโปรตีนที่ได้รับการดัดแปลงตามที่สนใจได้

การทดสอบภูมิคุ้มกันยังสามารถดำเนินการได้โดยใช้สารอนุพันธ์ของอิมมูโนโกลบูลินที่สร้างขึ้นใหม่หรือโครงสร้างโปรตีนที่ออกแบบสังเคราะห์ซึ่งคัดเลือกมาเพื่อความจำเพาะต่อแอนติเจนสูง สารยึดเกาะดังกล่าวรวมถึงชิ้นส่วนแอนติบอดีโดเมนเดี่ยว (นาโนบอดี) ^{[ 29 ]}โปรตีนแอนคิรินรีพีทที่ออกแบบ (DARPins) ^{[ 30 ]}และแอพทาเมอร์^{[ 31 ]}

การตรวจจับโรคในระดับโมเลกุลกำลังขับเคลื่อนการปฏิวัติการวินิจฉัยและการรักษาในระยะเริ่มต้นที่กำลังเกิดขึ้น ความท้าทายที่เผชิญอยู่ในสาขานี้คือ โปรตีนไบโอมาร์กเกอร์สำหรับการวินิจฉัยในระยะเริ่มต้นอาจมีอยู่ในปริมาณน้อยมาก ขีดจำกัดล่างของการตรวจจับด้วยเทคโนโลยีอิมมูโนแอสเซย์แบบดั้งเดิมอยู่ในช่วงเฟมโตโมลาร์ตอนบน (10 ⁻¹³ M) เทคโนโลยีอิมมูโนแอสเซย์แบบดิจิทัลได้ปรับปรุงความไวในการตรวจจับขึ้นสามเท่า ไปสู่ช่วงแอตโตโมลาร์ (10 ⁻¹⁶ M) ความสามารถนี้มีศักยภาพที่จะเปิดความก้าวหน้าใหม่ๆ ในการวินิจฉัยและการรักษา แต่เทคโนโลยีดังกล่าวถูกจำกัดไว้ในขั้นตอนแบบแมนนวลซึ่งไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานประจำวันอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 32 ]}

แม้ว่าการตรวจจับโปรตีนด้วยแอนติบอดียังคงเป็นที่นิยมอย่างมากในชีววิทยาระดับโมเลกุล แต่ก็มีการพัฒนาวิธีการอื่นๆ ที่ไม่จำเป็นต้องใช้แอนติบอดีเช่นกัน วิธีการเหล่านี้มีข้อดีหลายประการ ตัวอย่างเช่น มักสามารถระบุลำดับของโปรตีนหรือเปปไทด์ได้ อาจมีประสิทธิภาพในการวิเคราะห์สูงกว่าวิธีการที่ใช้แอนติบอดี และบางครั้งสามารถระบุและวัดปริมาณโปรตีนที่ไม่มีแอนติบอดีอยู่ได้

หนึ่งในวิธีการวิเคราะห์โปรตีนที่เก่าแก่ที่สุดคือ วิธีการย่อยสลายแบบเอ็ดแมน (Edman degradation ) (ซึ่งเริ่มใช้ในปี 1967) โดยการนำเปปไทด์ เดี่ยว ไปผ่านกระบวนการย่อยสลายทางเคมีหลายขั้นตอนเพื่อหาลำดับของมัน วิธีการในยุคแรกๆ เหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีที่ให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วกว่าแล้ว

วิธีการที่นำมาใช้เมื่อไม่นานมานี้ใช้ เทคนิคที่อิงตาม แมสสเปกโทรเมตรีซึ่งเป็นการพัฒนาที่เกิดขึ้นได้จากการค้นพบวิธีการ "การแตกตัวเป็นไอออนแบบอ่อน" ที่พัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1980 เช่นการแตกตัวเป็นไอออนด้วยเลเซอร์โดยใช้เมทริกซ์ช่วย (MALDI)และการแตกตัวเป็นไอออนด้วยไฟฟ้าสเปรย์ (ESI)วิธีการเหล่านี้ก่อให้เกิด กระบวนการทำงานด้านโปรตีโอมิกส์แบบ จากบนลงล่างและจากล่างขึ้นบนซึ่งมักจะมีการแยกเพิ่มเติมก่อนการวิเคราะห์ (ดูด้านล่าง)

สำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างทางชีวภาพที่ซับซ้อน จำเป็นต้องลดความซับซ้อนของตัวอย่าง ซึ่งอาจทำได้แบบออฟไลน์โดย การแยก แบบหนึ่งมิติหรือสองมิติเมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการพัฒนาวิธีการแบบออนไลน์ขึ้น โดยที่เปปไทด์แต่ละตัว (ในวิธีการโปรตีโอมิกส์แบบ bottom-up) จะถูกแยกโดยใช้โครมาโทกราฟีแบบเฟสผกผันแล้วจึงทำการไอออนไนซ์โดยตรงโดยใช้ESIการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการแยกและการวิเคราะห์นี้เองที่ทำให้เกิดคำว่า "การวิเคราะห์แบบออนไลน์"

เทคโนโลยีไฮบริดหลายชนิดใช้การทำให้บริสุทธิ์โดยใช้แอนติบอดีของสารวิเคราะห์แต่ละชนิด จากนั้นจึงทำการวิเคราะห์ด้วยสเปกโทรเมตรีมวลเพื่อระบุและหาปริมาณ ตัวอย่างของวิธีการเหล่านี้ ได้แก่ MSIA (mass spectrometric immunoassay)ซึ่งพัฒนาโดย Randall Nelson ในปี 1995 ^{[ 33 ]}และวิธีการ SISCAPA (Stable Isotope Standard Capture with Anti-Peptide Antibodies) ซึ่งนำเสนอโดย Leigh Anderson ในปี 2004 ^{[ 34 ]}

การอิเล็กโทรโฟเรซิสเจลแบบดิฟเฟอเรนเชียลสองมิติด้วยฟลูออเรสเซนซ์ (2-D DIGE) ^{[ 35 ]}อาจใช้เพื่อวัดปริมาณความแปรผันในกระบวนการ 2-D DIGE และสร้างเกณฑ์ที่ถูกต้องทางสถิติสำหรับการกำหนดการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณระหว่างตัวอย่าง^{[ 35 ]}

การวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์เชิงเปรียบเทียบอาจเผยให้เห็นบทบาทของโปรตีนในระบบชีวภาพที่ซับซ้อน รวมถึงการสืบพันธุ์ ตัวอย่างเช่น การรักษาด้วยยาฆ่าแมลงไตรอะโซฟอสทำให้ปริมาณโปรตีนต่อมเสริมตัวผู้ (Acps) ของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ( Nilaparvata lugens (Stål)) เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจถูกถ่ายทอดไปยังตัวเมียผ่านการผสมพันธุ์ ทำให้ความสามารถในการสืบพันธุ์ (เช่น อัตราการเกิด) ของตัวเมียเพิ่มขึ้น^{[ 36 ]}เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงในประเภทของโปรตีนต่อมเสริม (Acps) และโปรตีนสืบพันธุ์ที่เพลี้ยกระโดดตัวเมียที่ผสมพันธุ์แล้วได้รับจากเพลี้ยกระโดดตัวผู้ นักวิจัยได้ทำการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์เชิงเปรียบเทียบของเพลี้ยกระโดดN. lugensตัวเมีย ที่ผสมพันธุ์แล้ว ^{[ 37 ]}ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าโปรตีนเหล่านี้มีส่วนร่วมในกระบวนการสืบพันธุ์ของเพลี้ยกระโดดN. lugensตัวเมียและตัวผู้ที่โตเต็มวัย^{[ 37 ]}

การวิเคราะห์โปรตีโอมของเพอร์ออกซิโซม ของ Arabidopsis ^{[ 38 ]}ได้รับการยอมรับว่าเป็นแนวทางหลักที่ไม่ลำเอียงในการระบุโปรตีนเพอร์ออกซิโซมใหม่ในวงกว้าง^{[ 38 ]}

มีแนวทางมากมายในการกำหนดลักษณะของโปรตีนในมนุษย์ ซึ่งคาดว่าจะมีโปรตีนที่ไม่ซ้ำกันระหว่าง 20,000 ถึง 25,000 ชนิด จำนวนชนิดของโปรตีนที่ไม่ซ้ำกันมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นระหว่าง 50,000 ถึง 500,000 ชนิด เนื่องจากการตัดต่อ RNA และกระบวนการย่อยสลายโปรตีน และเมื่อพิจารณาถึงการดัดแปลงหลังการแปลด้วยแล้ว จำนวนโปรตีนที่ไม่ซ้ำกันทั้งหมดของมนุษย์คาดว่าจะอยู่ในช่วงหลักล้าน^{[ 39 ] [ 40 ]}

นอกจากนี้ ยังมีรายงานความพยายามที่น่าสนใจครั้งแรกในการถอดรหัสโปรตีโอมของเนื้องอกในสัตว์เมื่อเร็ว ๆ นี้^{[ 41 ]} วิธีนี้ถูกใช้เป็นวิธีการเชิงฟังก์ชันในการวิเคราะห์โปรไฟล์โปรตีนของMacrobrachium rosenbergii ^{[ 42 ]}

โปรตีโอมิกส์ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ด้วยวิวัฒนาการของวิธีการต่างๆ มากมาย วิธีการเหล่านี้บางส่วนเป็นวิธีการใหม่ และบางส่วนพัฒนาต่อยอดจากวิธีการดั้งเดิม วิธีการที่ใช้แมสสเปกโทรเมตรี โปรตีโอมิกส์แบบอาศัยแรงดึงดูด และไมโครอาร์เรย์ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการศึกษาโปรตีนในปริมาณมาก

ปัจจุบันมีการใช้วิธีการแมสสเปกโทรเมตรีสองวิธีสำหรับการวิเคราะห์โปรไฟล์โปรตีนวิธีที่ได้รับการยอมรับและแพร่หลายมากกว่าคือการใช้การแยกโปรตีนแบบอิเล็กโทรโฟเรซิสสองมิติที่มีความละเอียดสูงเพื่อแยกโปรตีนจากตัวอย่างต่างๆ พร้อมกัน จากนั้นจึงเลือกและย้อมสีโปรตีนที่มีการแสดงออกแตกต่างกันเพื่อระบุด้วยแมสสเปกโทรเมตรี แม้ว่า 2-DE จะมีความก้าวหน้าและมีความสมบูรณ์แล้ว แต่ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่ ข้อกังวลหลักคือความไม่สามารถแยกโปรตีนทั้งหมดภายในตัวอย่างได้ เนื่องจากระดับการแสดงออกและคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างมาก การรวมกันของขนาดรูพรุน ประจุ ขนาด และรูปร่างของโปรตีนสามารถกำหนดอัตราการเคลื่อนที่ได้อย่างมาก ซึ่งนำไปสู่ปัญหาอื่นๆ^{[ 43 ]}

วิธีการเชิงปริมาณแบบที่สองใช้แท็กไอโซโทปเสถียรเพื่อติดฉลากโปรตีนที่แตกต่างกันจากส่วนผสมที่ซับซ้อนสองชนิด^{[ 44 ] [ 45 ]}ในที่นี้ โปรตีนภายในส่วนผสมที่ซับซ้อนจะถูกติดฉลากไอโซโทปก่อน จากนั้นจึงย่อยเพื่อให้ได้เปปไทด์ที่ติดฉลาก ส่วนผสมที่ติดฉลากจะถูกรวมเข้าด้วยกัน เปปไทด์จะถูกแยกโดยโครมาโทกราฟีของเหลวแบบหลายมิติ และวิเคราะห์โดยแมสสเปกโทรเมตรีแบบคู่ขนาน สารรีเอเจนต์แท็กความสัมพันธ์ที่เข้ารหัสไอโซโทป (ICAT) เป็นแท็กไอโซโทปที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในวิธีนี้ หมู่ซิสเทอีนของโปรตีนจะถูกยึดติดกับสารรีเอเจนต์ ICAT ด้วยพันธะโควาเลนต์ ซึ่งจะช่วยลดความซับซ้อนของส่วนผสมโดยไม่รวมหมู่ที่ไม่ใช่ซิสเทอีน

โปรตีโอมิกส์เชิงปริมาณโดยใช้การติดแท็กไอโซโทปเสถียรเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากขึ้นในการพัฒนาสมัยใหม่ ประการแรก ปฏิกิริยาเคมีถูกนำมาใช้เพื่อแนะนำแท็กไปยังตำแหน่งหรือโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงเพื่อจุดประสงค์ในการตรวจสอบการทำงานของโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง การแยกเปปไทด์ที่มีฟอสเฟตทำได้โดยใช้การติดฉลากไอโซโทปและเคมีแบบเลือกเพื่อจับส่วนของโปรตีนในส่วนผสมที่ซับซ้อน ประการที่สอง เทคโนโลยี ICAT ถูกนำมาใช้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ที่บริสุทธิ์บางส่วนหรือบริสุทธิ์ เช่น สารประกอบก่อนการเริ่มต้นของ RNA polymerase II ขนาดใหญ่และโปรตีนที่ซับซ้อนกับปัจจัยการถอดรหัสของยีสต์ ประการที่สาม การติดฉลาก ICAT เพิ่งถูกรวมเข้ากับการแยกโครมาตินเพื่อระบุและหาปริมาณโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครมาติน สุดท้าย สารเคมี ICAT มีประโยชน์สำหรับการสร้างโปรไฟล์โปรตีโอมิกส์ของออร์แกเนลล์ในเซลล์และส่วนต่างๆ ของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจง^{[ 43 ]}

อีกหนึ่งแนวทางเชิงปริมาณคือ แนวทางการระบุด้วยมวลและเวลาที่แม่นยำ (AMT) ซึ่งพัฒนาโดยRichard D. Smithและคณะที่Pacific Northwest National Laboratoryในแนวทางนี้ สามารถเพิ่มปริมาณงานและความไวในการวิเคราะห์ได้โดยหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการใช้เครื่องแมสสเปกโทรเมตรีแบบอนุกรม และใช้ข้อมูลเวลาการแยกที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำและการกำหนดมวลที่แม่นยำสูงสำหรับการระบุเปปไทด์และโปรตีน

โปรตีโอมิกส์แบบแอฟฟินิตีใช้แอนติบอดีหรือรีเอเจนต์แอฟฟินิตีอื่นๆ (เช่น แอพทาเมอร์ที่ใช้โอลิโกนิวคลีโอไทด์) เป็นโพรบตรวจจับเฉพาะโปรตีน^{[ 46 ]}ปัจจุบันวิธีนี้สามารถตรวจสอบโปรตีนได้หลายพันชนิด โดยทั่วไปมาจากของเหลวทางชีวภาพ เช่น พลาสมา ซีรั่ม หรือน้ำไขสันหลัง (CSF) จุดเด่นสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือความสามารถในการวิเคราะห์ตัวอย่างหลายร้อยหรือหลายพันตัวอย่างภายในระยะเวลาที่เหมาะสม (ไม่กี่วันหรือหลายสัปดาห์) วิธีการที่ใช้แมสสเปกโทรเมตรีไม่สามารถปรับขนาดให้รองรับปริมาณตัวอย่างในระดับนี้สำหรับการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์ได้

การใช้เครื่องแมสสเปกโทรเมตรีในด้านโปรตีโอมิกส์และการแพทย์อย่างสมดุลนั้น คือการใช้ไมโครอาร์เรย์โปรตีน จุดมุ่งหมายของไมโครอาร์เรย์โปรตีนคือการพิมพ์คุณลักษณะการตรวจจับโปรตีนหลายพันชิ้นเพื่อตรวจสอบตัวอย่างทางชีวภาพ อาร์เรย์แอนติบอดีเป็นตัวอย่างหนึ่ง ซึ่งมีการจัดเรียงแอนติบอดีที่แตกต่างกันจำนวนมากเพื่อตรวจจับแอนติเจนที่เกี่ยวข้องจากตัวอย่างเลือดมนุษย์ อีกแนวทางหนึ่งคือการจัดเรียงโปรตีนหลายชนิดเพื่อศึกษาคุณสมบัติ เช่น ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับดีเอ็นเอ โปรตีนกับโปรตีน และโปรตีนกับลิแกนด์ ในอุดมคติแล้ว อาร์เรย์โปรตีโอมิกส์เชิงฟังก์ชันควรประกอบด้วยโปรตีนทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด รุ่นแรกๆ ของอาร์เรย์ดังกล่าวประกอบด้วยโปรตีนบริสุทธิ์ 5,000 ชนิดจากยีสต์ที่ถูกวางลงบนแผ่นสไลด์แก้วสำหรับกล้องจุลทรรศน์ แม้ว่าชิปตัวแรกจะประสบความสำเร็จ แต่การนำอาร์เรย์โปรตีนไปใช้งานจริงนั้นเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่า โปรตีนนั้นยากต่อการทำงานด้วยมากกว่าดีเอ็นเอโดยธรรมชาติ พวกมันมีช่วงไดนามิกกว้าง มีความเสถียรน้อยกว่า DNA และโครงสร้างของพวกมันยากที่จะรักษาไว้บนแผ่นกระจก แม้ว่าจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทดสอบส่วนใหญ่ก็ตาม เทคโนโลยี ICAT ทั่วโลกมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นเหนือเทคโนโลยีชิปโปรตีน^{[ 43 ]}

นี่คือเทคโนโลยีไมโครอาร์เรย์ที่ใหม่และมีแนวโน้มดีสำหรับการวินิจฉัย การศึกษา และการรักษาโรคที่ซับซ้อน เช่น มะเร็ง เทคโนโลยีนี้ผสานรวมเทคนิค การตัดแยกเนื้อเยื่อ ด้วยเลเซอร์ (Laser Capture Microdissection: LCM)กับเทคโนโลยีไมโครอาร์เรย์ เพื่อสร้างไมโครอาร์เรย์โปรตีนแบบย้อนกลับ (Reverse-phase protein microarrays) ในไมโครอาร์เรย์ประเภทนี้ โปรตีนทั้งหมดจะถูกตรึงไว้เพื่อจับภาพระยะต่างๆ ของโรคในผู้ป่วยแต่ละราย เมื่อใช้ร่วมกับ LCM ไมโครอาร์เรย์แบบย้อนกลับสามารถตรวจสอบสถานะที่ผันผวนของโปรตีนในกลุ่มเซลล์ต่างๆ ภายในเนื้อเยื่อมนุษย์บริเวณเล็กๆ ได้ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์สถานะของโมเลกุลส่งสัญญาณในเซลล์ ในส่วนตัดขวางของเนื้อเยื่อที่รวมทั้งเซลล์ปกติและเซลล์มะเร็ง วิธีการนี้มีประโยชน์ในการตรวจสอบสถานะของปัจจัยสำคัญในเยื่อบุผิวต่อมลูกหมากปกติและเนื้อเยื่อมะเร็งต่อมลูกหมากที่ลุกลาม จากนั้น LCM จะตัดแยกเนื้อเยื่อเหล่านี้ และสารละลายโปรตีนจะถูกจัดเรียงลงบนสไลด์ไนโตรเซลลูโลส ซึ่งจะถูกตรวจสอบด้วยแอนติบอดีจำเพาะ วิธีนี้สามารถติดตามเหตุการณ์ระดับโมเลกุลได้ทุกประเภท และสามารถเปรียบเทียบเนื้อเยื่อที่เป็นโรคและเนื้อเยื่อที่แข็งแรงภายในผู้ป่วยรายเดียวกัน ทำให้สามารถพัฒนากลยุทธ์การรักษาและการวินิจฉัยได้ ความสามารถในการได้ภาพรวมโปรตีโอมิกส์ของประชากรเซลล์ข้างเคียง โดยใช้ไมโครอาร์เรย์เฟสย้อนกลับร่วมกับ LCM มีการใช้งานหลายอย่างนอกเหนือจากการศึกษาเนื้องอก วิธีการนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสรีรวิทยาปกติและพยาธิวิทยาของเนื้อเยื่อทั้งหมด และมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดลักษณะกระบวนการพัฒนาและความผิดปกติ^{[ 43 ]}

ความก้าวหน้าล่าสุดในเคมีชีวตั้งฉาก (bioorthogonal chemistry)ได้เผยให้เห็นการประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์โปรตีน การขยายขอบเขตการใช้โมเลกุลอินทรีย์เพื่อสังเกตปฏิกิริยากับโปรตีนได้เผยให้เห็นวิธีการติดแท็กที่หลากหลายกรดอะมิโนที่ไม่เป็นธรรมชาติและหมู่ฟังก์ชัน ต่างๆ เป็นตัวแทนของเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังเติบโตในด้านโปรตี โอมิกส์

โมเลกุลชีวภาพเฉพาะที่สามารถถูกเผาผลาญในเซลล์หรือเนื้อเยื่อจะถูกแทรกเข้าไปในโปรตีนหรือไกลแคน โมเลกุลจะมีแท็กความสัมพันธ์ ซึ่งจะปรับเปลี่ยนโปรตีนเพื่อให้สามารถตรวจจับได้ อะซิโดโฮโมอะลานีน (AHA) ใช้แท็กความสัมพันธ์นี้โดยการรวมเข้ากับ Met-t-RNA synthetase เพื่อรวมเข้ากับโปรตีน ซึ่งทำให้ AHA สามารถช่วยในการระบุเอกลักษณ์ของโปรตีนที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการรบกวนและระบุโปรตีนที่หลั่งออกมาจากเซลล์^{[ 47 ]}

การศึกษาล่าสุด^{[ 48 ]}ที่ใช้ การควบแน่นของ คีโตนและอัลดีไฮด์แสดงให้เห็นว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการติดฉลากในหลอดทดลองหรือบนพื้นผิวเซลล์อย่างไรก็ตาม การใช้คีโตนและอัลดีไฮด์เป็นตัวรายงานไบโอออร์โธโกนอลเผยให้เห็นจลนศาสตร์ที่ช้า ซึ่งบ่งชี้ว่าแม้จะมีประสิทธิภาพในการติดฉลาก แต่ความเข้มข้นต้องสูง

โปรตีนบางชนิดสามารถตรวจจับได้ผ่านปฏิกิริยาของพวกมันกับกลุ่มอะไซด์กรดอะมิโนที่ไม่ใช่โปรตีนอาจมีกลุ่มอะไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยากับฟอสฟีนในการเชื่อมต่อแบบ Staudingerปฏิกิริยานี้ถูกนำมาใช้เพื่อติดฉลากโมเลกุลชีวภาพอื่นๆ ในเซลล์ที่มีชีวิตและสัตว์แล้ว^{[ 49 ]}

สาขาชีวออร์โธกอนอลกำลังขยายตัวและผลักดันการประยุกต์ใช้เพิ่มเติมในด้านโปรตีโอมิกส์ เป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องพิจารณาถึงข้อจำกัดและข้อดี ปฏิกิริยาที่รวดเร็วสามารถสร้างสารเชื่อมต่อทางชีวภาพและสร้างความเข้มข้นสูงโดยใช้สารตั้งต้นในปริมาณน้อย ในทางตรงกันข้าม ปฏิกิริยาจลนศาสตร์ที่ช้า เช่น การควบแน่นของอัลดีไฮด์และคีโตน แม้จะมีประสิทธิภาพ แต่ก็ต้องการความเข้มข้นสูง ทำให้ไม่คุ้มค่าในด้านต้นทุน

ผลลัพธ์สำคัญประการหนึ่งของการวิจัยเกี่ยวกับยีนและโปรตีนของมนุษย์คือการระบุยาใหม่ที่มีศักยภาพในการรักษาโรค กระบวนการนี้อาศัย ข้อมูล จีโนมและโปรตีโอมเพื่อระบุโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโรคเฉพาะ ซึ่งสามารถประเมินเป็นเป้าหมายการรักษาโดยใช้วิธีการคำนวณได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อโปรตีนเกี่ยวข้องกับโรค ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างสามมิติของโปรตีนนั้นสามารถชี้นำการออกแบบยาที่ขัดขวางการทำงานของโปรตีนนั้นได้ โมเลกุลที่พอดีกับบริเวณออกฤทธิ์ของเอนไซม์แต่ไม่สามารถปล่อยออกมาได้ สามารถทำให้เอนไซม์ไม่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลักการนี้เป็นพื้นฐานของกลยุทธ์การค้นพบยาสมัยใหม่หลายอย่าง ซึ่งมุ่งเป้าไปที่การระบุสารประกอบที่สามารถปรับเปลี่ยนหรือยับยั้งโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโรคได้ เนื่องจากความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างบุคคลได้รับการระบุลักษณะมากขึ้นเรื่อยๆ คาดว่าวิธีการเหล่านี้จะสนับสนุนการพัฒนายาเฉพาะบุคคลที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย^{[ 50 ]}

สาขาหนึ่งของโปรตีโอมิกส์ที่เรียกว่า เคโม โปรตีโอมิกส์มีเครื่องมือและเทคนิคที่หลากหลายสำหรับการระบุและกำหนดลักษณะเป้าหมายโปรตีนของยา ซึ่งสนับสนุนความพยายามในการค้นพบและพัฒนายา^{[ 51 ]}

การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเซลล์ (CETSA) และโปรตีโอมิกส์ที่ใช้การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของโปรตีนในระดับโปรตีโอม (PISA) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการค้นพบยาในฐานะวิธีการที่ไม่ต้องใช้ฉลากและเข้ากันได้กับแมสสเปกโทรเมตรีสำหรับการวัดปริมาณการมีส่วนร่วมของเป้าหมายในเซลล์ (ยืนยันว่ายาจับกับเป้าหมายที่ตั้งใจไว้) การแยกเป้าหมายของยา (ระบุโปรตีนเป้าหมายของสารประกอบที่มีเป้าหมายที่ไม่รู้จัก) และการสร้างโปรไฟล์ปฏิสัมพันธ์นอกเป้าหมายในระดับโปรตีโอม^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]} CETSA วัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากยาในความเสถียรทางความร้อนของโปรตีนในเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่สมบูรณ์ และเมื่อรวมกับโปรตีโอมิกส์ จะช่วยให้สามารถระบุและจัดอันดับเป้าหมายและนอกเป้าหมายได้อย่างเป็นกลาง รวมถึงสนับสนุนการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ของฟีโน ไทป์ ^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]} PISA ขยายหลักการของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยการบูรณาการการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของโปรตีนตามระดับอุณหภูมิ ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณงานอย่างมากและทำให้สามารถวิเคราะห์สารประกอบ ความเข้มข้น หรือจุดเวลาหลายจุดพร้อมกันได้ แนวทางนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการแยกเป้าหมายที่มีเนื้อหาสูงและการสร้างโปรไฟล์กลไกการออกฤทธิ์เชิงเปรียบเทียบ รวมถึงการใช้งานในเวิร์กโฟลว์ที่มีอินพุตต่ำหรือแบบอัตโนมัติ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]}

โปรตีโอมิกส์เชิงปฏิสัมพันธ์คือการวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน ตั้งแต่ระดับปฏิสัมพันธ์แบบไบนารีไปจนถึงระดับโปรตีโอมหรือเครือข่าย โปรตีนส่วนใหญ่ทำงานผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนและเป้าหมายหนึ่งของโปรตีโอมิกส์เชิงปฏิสัมพันธ์คือการระบุปฏิสัมพันธ์แบบไบนารีของโปรตีนคอมเพล็กซ์ของโปรตีนและอินแท็กโทม

มีหลายวิธีในการตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนกับโปรตีนแม้ว่าวิธีดั้งเดิมที่สุดคือการวิเคราะห์ยีสต์ทูไฮบริดแต่ก็มีวิธีใหม่ที่มีประสิทธิภาพคือการทำให้บริสุทธิ์ด้วยความสัมพันธ์ตามด้วยการวิเคราะห์มวลโปรตีนโดยใช้โปรตีนที่ติดแท็กเป็นตัวล่อวิธีอื่นๆ ได้แก่การเรโซแนนซ์พลาสมอนบนพื้นผิว (SPR) ^{[ 59 ] [ 60 ]} ไมโครอาร์เรย์โปรตีนการแทรกสอดแบบโพลาไรเซชันคู่ เทอร์โม โฟเรซิ สระดับไมโครการทดสอบการแยกส่วนจลนศาสตร์และวิธีการทดลอง เช่นการแสดงผลฟาจและวิธีการคำนวณ ใน คอมพิวเตอร์

ความรู้เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนมีประโยชน์อย่างยิ่งในแง่ของเครือข่ายชีวภาพและชีววิทยาระบบตัวอย่างเช่น ในลำดับการส่งสัญญาณของเซลล์ และ เครือข่ายควบคุมยีน (GRN ซึ่งความรู้เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและ DNAก็มีประโยชน์เช่นกัน) การวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนทั่วทั้งโปรตีโอม และการบูรณาการรูปแบบปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เข้ากับเครือข่ายชีวภาพ ขนาดใหญ่ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจชีววิทยาระดับระบบ^{[ 61 ] [ 62 ]}

โปรตีโอมิกส์เชิงการแสดงออกประกอบด้วยการวิเคราะห์การแสดงออกของโปรตีนในระดับที่ใหญ่ขึ้น ช่วยระบุโปรตีนหลักในตัวอย่างเฉพาะ และโปรตีนที่แสดงออกแตกต่างกันในตัวอย่างที่เกี่ยวข้อง เช่น เนื้อเยื่อที่เป็นโรคเทียบกับเนื้อเยื่อที่แข็งแรง หากพบโปรตีนเฉพาะในตัวอย่างของโรค โปรตีนนั้นอาจเป็นเป้าหมายยาที่มีประโยชน์หรือเครื่องหมายวินิจฉัย โปรตีนที่มีโปรไฟล์การแสดงออกเหมือนกันหรือคล้ายกันอาจมีความสัมพันธ์กันในเชิงหน้าที่ มีเทคโนโลยีต่างๆ เช่น 2D-PAGE และแมสสเปกโทร เมตรี ที่ใช้ในโปรตีโอมิกส์เชิงการแสดงออก^{[ 63 ]}

สถาบันสุขภาพแห่งชาติได้กำหนดไบโอมาร์กเกอร์ไว้ว่า "ลักษณะเฉพาะที่วัดและประเมินได้อย่างเป็นกลางในฐานะตัวบ่งชี้ของกระบวนการทางชีววิทยาปกติ กระบวนการก่อโรค หรือการตอบสนองทางเภสัชวิทยาต่อการแทรกแซงการรักษา" ^{[ 64 ] [ 65 ]}

การทำความเข้าใจโปรตีโอม โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนแต่ละชนิด และความซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาเทคนิคการวินิจฉัยและการรักษาโรคที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในอนาคต ตัวอย่างเช่น โปรตีโอมิกส์มีประโยชน์อย่างมากในการระบุไบโอมาร์กเกอร์ที่เป็นไปได้ (โปรตีนในของเหลวในร่างกายที่มีคุณค่าสำหรับการวินิจฉัย) การระบุแอนติเจนของแบคทีเรียที่เป็นเป้าหมายของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน และการระบุเครื่องหมายอิมมูโนฮิสโตเคมีที่เป็นไปได้ของโรคติดเชื้อหรือเนื้องอก^{[ 66 ]}

การใช้โปรตีโอมิกส์ที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือการใช้โปรตีนไบโอมาร์กเกอร์เฉพาะเพื่อวินิจฉัยโรค เทคนิคหลายอย่างช่วยให้สามารถทดสอบโปรตีนที่ผลิตขึ้นระหว่างโรคเฉพาะ ซึ่งช่วยในการวินิจฉัยโรคได้อย่างรวดเร็ว เทคนิคเหล่านี้ได้แก่เวสเทิร์นบลอต การย้อมสีอิมมูโนฮิส โตเคมี การทดสอบ อิมมูโนซอร์เบนต์แบบเชื่อมโยงเอนไซม์ (ELISA) หรือแมสสเปกโทรเมตรี [ ^{41 ] [ 67 ] ซี}เครโตมิกส์ซึ่งเป็นสาขาย่อยของโปรตีโอมิกส์ที่ศึกษาโปรตีนที่หลั่งออกมาและเส้นทางการหลั่งโดยใช้แนวทางโปรตีโอมิกส์ เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ในฐานะเครื่องมือสำคัญสำหรับการค้นพบไบโอมาร์กเกอร์ของโรค^{[ 68 ]}

ในโปรตีโอจีโนมิกส์เทคโนโลยีโปรตีโอมิกส์ เช่นแมสสเปกโทรเมตรีถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงคำอธิบายประกอบยีนการวิเคราะห์แบบคู่ขนานของจีโนมและโปรตีโอมช่วยให้ค้นพบการดัดแปลงหลังการแปลและการเกิดเหตุการณ์โปรตีโอไลติกได้ง่ายขึ้น^{[ 69 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบหลายสายพันธุ์ (โปรตีโอจีโนมิกส์เชิงเปรียบเทียบ) ^{[ 70 ]}

โปรตีโอมิกส์เชิงโครงสร้างประกอบด้วยการวิเคราะห์โครงสร้างโปรตีนในระดับใหญ่ โดยจะเปรียบเทียบโครงสร้างโปรตีนและช่วยระบุหน้าที่ของยีนที่เพิ่งค้นพบ การวิเคราะห์โครงสร้างยังช่วยให้เข้าใจว่ายาจับกับโปรตีนที่ใด และยังแสดงให้เห็นว่าโปรตีนมีปฏิสัมพันธ์กันที่ใด ความเข้าใจนี้บรรลุได้โดยใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น การตกผลึกด้วยรังสีเอกซ์และสเปกโทรสโกปี NMR ^{[ 63 ]}

ข้อมูลโปรตีโอมิกส์จำนวนมากถูกรวบรวมด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูง เช่นแมสสเปกโทรเมตรีและไมโครอาร์เรย์ การวิเคราะห์ข้อมูลและการเปรียบเทียบด้วยมือมักใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน ด้วยเหตุนี้ นักชีววิทยาและนักเคมีจึงร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และนักคณิตศาสตร์เพื่อสร้างโปรแกรมและไปป์ไลน์ข้อมูลเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลโปรตีนด้วยวิธีการคำนวณ การใช้ เทคนิค ชีวสารสนเทศทำให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์และจัดเก็บข้อมูลได้เร็วขึ้น แหล่งข้อมูลที่ดีในการค้นหารายชื่อโปรแกรมและฐานข้อมูลปัจจุบันคือ พอร์ทัลทรัพยากรชีวสารสนเทศ ExPASyการประยุกต์ใช้โปรตีโอมิกส์ที่ใช้ชีวสารสนเทศ ได้แก่ การแพทย์ การวินิจฉัยโรค การระบุตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ และอื่นๆ อีกมากมาย

การวิเคราะห์มวลสารและไมโครอาร์เรย์สร้างข้อมูลการแตกตัวของเปปไทด์ แต่ไม่ได้ระบุโปรตีนเฉพาะที่มีอยู่ในตัวอย่างดั้งเดิม เนื่องจากขาดการระบุโปรตีนที่เฉพาะเจาะจง นักวิจัยในอดีตจึงต้องถอดรหัสชิ้นส่วนเปปไทด์ด้วยตนเอง อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันมีโปรแกรมสำหรับการระบุโปรตีน โปรแกรมเหล่านี้ใช้ลำดับเปปไทด์ที่ได้จากการวิเคราะห์มวลสารและไมโครอาร์เรย์ และส่งคืนข้อมูลเกี่ยวกับโปรตีนที่ตรงกันหรือคล้ายคลึงกัน โดยทำผ่านอัลกอริทึมที่โปรแกรมใช้ ซึ่งทำการจัดเรียงกับโปรตีนจากฐานข้อมูลที่รู้จัก เช่น UniProt ^{[ 71 ]}และPROSITE ^{[ 72 ]}เพื่อทำนายว่ามีโปรตีนใดอยู่ในตัวอย่างด้วยระดับความแน่นอน

โครงสร้างชีวโมเลกุลก่อให้เกิดโครงสร้างสามมิติของโปรตีน การทำความเข้าใจโครงสร้างของโปรตีนช่วยในการระบุปฏิสัมพันธ์และหน้าที่ของโปรตีน ในอดีต การกำหนดโครงสร้างสามมิติของโปรตีนทำได้โดยใช้การตกผลึกด้วยรังสีเอกซ์และสเปกโทรสโกปี NMRเท่านั้น ณ ปี 2017 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโอเป็นเทคนิคชั้นนำที่ช่วยแก้ปัญหาความยากลำบากในการตกผลึก (ในการตกผลึกด้วยรังสีเอกซ์) และความกำกวมของโครงสร้าง (ใน NMR) โดยมีความละเอียด 2.2 Å ณ ปี 2015 ปัจจุบัน ด้วยชีวสารสนเทศ มีโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำนายและสร้างแบบจำลองโครงสร้างของโปรตีนได้ในบางกรณี โปรแกรมเหล่านี้ใช้คุณสมบัติทางเคมีของกรดอะมิโนและคุณสมบัติเชิงโครงสร้างของโปรตีนที่รู้จักเพื่อทำนายแบบจำลองสามมิติของโปรตีนตัวอย่าง นอกจากนี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนในระดับที่ใหญ่ขึ้นได้ ยิ่งไปกว่านั้น วิศวกรชีวการแพทย์กำลังพัฒนาวิธีการเพื่อนำความยืดหยุ่นของโครงสร้างโปรตีนมาพิจารณาในการเปรียบเทียบและการทำนาย^{[ 73 ]}

โปรแกรมส่วนใหญ่ที่มีอยู่สำหรับการวิเคราะห์โปรตีนไม่ได้เขียนขึ้นสำหรับโปรตีนที่ผ่านการดัดแปลงหลังการแปล [ ^{74 ] บาง}โปรแกรมจะยอมรับการดัดแปลงหลังการแปลเพื่อช่วยในการระบุโปรตีน แต่จะเพิกเฉยต่อการดัดแปลงนั้นในระหว่างการวิเคราะห์โปรตีนต่อไป การพิจารณาการดัดแปลงเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากอาจส่งผลต่อโครงสร้างของโปรตีน ในทางกลับกัน การวิเคราะห์การดัดแปลงหลังการแปลด้วยคอมพิวเตอร์ได้รับความสนใจจากชุมชนวิทยาศาสตร์ โปรแกรมการดัดแปลงหลังการแปลในปัจจุบันเป็นเพียงการทำนายเท่านั้น^{[ 75 ]}นักเคมี นักชีววิทยา และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์กำลังทำงานร่วมกันเพื่อสร้างและนำเสนอขั้นตอนการทำงานใหม่ที่ช่วยให้สามารถวิเคราะห์การดัดแปลงหลังการแปลที่ได้รับการระบุจากการทดลองแล้วว่ามีผลต่อโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีน

ตัวอย่างหนึ่งของการใช้ชีวสารสนเทศและการใช้วิธีการคำนวณคือการศึกษาโปรตีนไบโอมาร์กเกอร์ แบบจำลองการทำนายด้วยคอมพิวเตอร์^{[ 76 ]}แสดงให้เห็นว่ามีการขนส่งโปรตีนระหว่างมารดาและทารกในครรภ์อย่างกว้างขวางและหลากหลายเกิดขึ้นระหว่างการตั้งครรภ์ และสามารถตรวจพบได้ง่ายโดยไม่ต้องผ่าตัดในเลือดครบส่วนของมารดา วิธีการคำนวณนี้ได้แก้ไขข้อจำกัดที่สำคัญอย่างหนึ่ง คือ ความอุดมสมบูรณ์ของโปรตีนของมารดาที่รบกวนการตรวจจับโปรตีนของทารกในครรภ์ ในการวิเคราะห์โปรตีนของทารกในครรภ์จากเลือดของมารดา แบบจำลองการคำนวณสามารถใช้การถอดรหัสยีนของทารกในครรภ์ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ในเลือดครบส่วน ของมารดา เพื่อสร้างเครือข่ายโปรตีนที่ครอบคลุมของทารกแรกเกิด ครบ กำหนด งานวิจัยดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าโปรตีนของทารกในครรภ์ที่ตรวจพบในเลือดของหญิงตั้งครรภ์มีต้นกำเนิดมาจากกลุ่มเนื้อเยื่อและอวัยวะที่หลากหลายจากทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา เครือข่ายโปรตีนประกอบด้วยไบโอมาร์กเกอร์ จำนวนมาก ที่เป็นตัวแทนของการพัฒนา และแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้ทางคลินิกของเทคโนโลยีนี้เป็นวิธีในการตรวจสอบการพัฒนาของทารกในครรภ์ทั้งปกติและผิดปกติ

กรอบงานทฤษฎีสารสนเทศยังได้รับการนำเสนอสำหรับ การค้นพบ ไบโอมาร์กเกอร์ โดยบูร ณาการข้อมูลของของเหลวชีวภาพและเนื้อเยื่อ^{[ 77 ]}แนวทางใหม่นี้ใช้ประโยชน์จากการทำงานร่วมกันระหว่างของเหลวชีวภาพและเนื้อเยื่อบางชนิด ซึ่งมีศักยภาพในการค้นพบที่มีนัยสำคัญทางคลินิก ซึ่งเป็นไปไม่ได้หากพิจารณาเนื้อเยื่อและของเหลวชีวภาพแยกกัน การกำหนดแนวคิดของเนื้อเยื่อและของเหลวชีวภาพเป็นช่องทางข้อมูล ทำให้สามารถระบุตัวแทนของของเหลวชีวภาพที่มีนัยสำคัญและนำไปใช้ในการพัฒนาการวินิจฉัยทางคลินิกได้ จากนั้นจึงคาดการณ์ไบโอมาร์กเกอร์ที่เป็นไปได้โดยอิงจากเกณฑ์การถ่ายโอนข้อมูลข้ามช่องทางเนื้อเยื่อ-ของเหลวชีวภาพ ความสัมพันธ์ระหว่างของเหลวชีวภาพและเนื้อเยื่อที่มีนัยสำคัญสามารถนำมาใช้เพื่อจัดลำดับความสำคัญของการตรวจสอบความถูกต้องทางคลินิกของไบโอมาร์กเกอร์^{[ 77 ]}

แนวคิดใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นใหม่จำนวนมากมีศักยภาพที่จะปรับปรุงคุณสมบัติปัจจุบันของโปรตีโอมิกส์ การหาปริมาณโปรตีนที่แน่นอนและการตรวจสอบการดัดแปลงหลังการแปลเป็นสองภารกิจที่มีผลต่อความเข้าใจหน้าที่ของโปรตีนในเซลล์ที่แข็งแรงและเซลล์ที่เป็นโรค นอกจากนี้ ประสิทธิภาพและความไวของการทดสอบโปรตีโอมิกส์ ซึ่งมักวัดจากจำนวนตัวอย่างที่วิเคราะห์ต่อวันและความลึกของการครอบคลุมโปรตีโอมตามลำดับ ได้ผลักดันการพัฒนาเครื่องมือและวิธีการที่ล้ำสมัย^{[ 78 ]}สำหรับเหตุการณ์ในเซลล์หลายอย่าง ความเข้มข้นของโปรตีนจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่หน้าที่ของโปรตีนจะถูกปรับเปลี่ยนโดยการดัดแปลงหลังการแปล (PTM) วิธีการตรวจสอบ PTM เป็นพื้นที่ที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาในโปรตีโอมิกส์ การเลือกโปรตีนกลุ่มย่อยเฉพาะสำหรับการวิเคราะห์จะช่วยลดความซับซ้อนของโปรตีนลงอย่างมาก ทำให้เป็นประโยชน์สำหรับการวินิจฉัยโรคในกรณีที่เลือดเป็นวัสดุเริ่มต้น อีกแง่มุมที่สำคัญของโปรตีโอมิกส์ที่ยังไม่ได้กล่าวถึงคือ วิธีการของโปรตีโอมิกส์ควรเน้นการศึกษาโปรตีนในบริบทของสิ่งแวดล้อม การใช้สารเชื่อมโยงทางเคมีที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งนำเข้าสู่เซลล์ที่มีชีวิตเพื่อตรึงโปรตีน-โปรตีน โปรตีน-ดีเอ็นเอ และปฏิสัมพันธ์อื่นๆ อาจช่วยบรรเทาปัญหานี้ได้บางส่วน ความท้าทายคือการระบุวิธีการที่เหมาะสมในการรักษาปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง เป้าหมายอีกประการหนึ่งของการศึกษาโปรตีนคือการพัฒนาวิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อสร้างภาพโปรตีนและโมเลกุลอื่นๆ ในเซลล์ที่มีชีวิตและแบบเรียลไทม์^{[ 43 ]}

ความก้าวหน้าในโปรตีโอมิกส์เชิงปริมาณจะช่วยให้สามารถวิเคราะห์ระบบเซลล์ได้อย่างละเอียดมากขึ้น^{[ 61 ] [ 62 ]}อีกหนึ่งขอบเขตการวิจัยคือการวิเคราะห์เซลล์เดี่ยว^{[ 79 ] [ 80 ]}และความแปรผันร่วมของโปรตีนในเซลล์เดี่ยว^{[ 81 ]}ซึ่งสะท้อนถึงกระบวนการทางชีวภาพ เช่น การสร้างโปรตีนเชิงซ้อน การทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน^{[ 82 ]}รวมถึงวงจรเซลล์และการเตรียมเซลล์มะเร็งให้ต้านทานยา^{[ 83 ]}ระบบชีวภาพอยู่ภายใต้การรบกวนหลายอย่าง ( วงจรเซลล์การแบ่งเซลล์การเกิดมะเร็งสภาพแวดล้อม (ทางชีวฟิสิกส์)เป็นต้น) การ ตอบ สนองของ การถอดรหัสและการแปลต่อการรบกวนเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานของโปรตีโอมที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อสิ่งเร้า ดังนั้น การอธิบายและวัดปริมาณการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนทั่วทั้งโปรตีโอมจึงมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางชีวภาพอย่างรอบด้าน มากขึ้น ในระดับของระบบทั้งหมด ด้วย วิธีนี้ โปรตีโอมิกส์จึงสามารถมองได้ว่าเป็นส่วนเสริมของจีโนมิกส์ท รานส คริปโตมิก ส์ เอ พิเจโน มิ กส์ เมตาโบโลมิกส์และ วิธีการ -omics อื่นๆ ในการวิเคราะห์แบบบูรณาการที่พยายามกำหนดฟีโนไทป์ ทางชีวภาพ ให้ครอบคลุมมากขึ้น ตัวอย่างเช่นThe Cancer Proteome Atlasให้ข้อมูลการแสดงออกของโปรตีนเชิงปริมาณสำหรับโปรตีนประมาณ 200 ชนิดในตัวอย่างเนื้องอกมากกว่า 4,000 ตัวอย่าง พร้อมข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์และจีโนมิกส์ที่ตรงกันจากThe Cancer Genome Atlas [ ^{84 ] ชุด}ข้อมูลที่คล้ายกันในเซลล์ประเภทอื่นๆ เนื้อเยื่อประเภทต่างๆ และสายพันธุ์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้สเปกโทรเมตรีมวลช็อตกันแบบละเอียด จะเป็นแหล่งข้อมูลที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยในสาขาต่างๆ เช่นชีววิทยาของมะเร็งชีววิทยาของเซลล์ต้นกำเนิดและการพัฒนา การแพทย์ และชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ

การระบุลักษณะเฉพาะของโปรตีโอมในพลาสมาของมนุษย์ได้กลายเป็นเป้าหมายสำคัญในสาขาโปรตีโอมิกส์ แต่ก็เป็นโปรตีโอมที่ท้าทายที่สุดในบรรดาเนื้อเยื่อทั้งหมดของมนุษย์เช่นกัน^{[ 85 ]}พลาสมาประกอบด้วยอิมมูโนโกลบูลิน ไซโตไคน์ ฮอร์โมนโปรตีน และโปรตีนที่หลั่งออกมาซึ่งบ่งชี้ถึงการติดเชื้อ นอกเหนือจากโปรตีนที่ทำหน้าที่ห้ามเลือด นอกจากนี้ยังประกอบด้วยโปรตีนที่รั่วไหลจากเนื้อเยื่อเนื่องจากการไหลเวียนของเลือดผ่านเนื้อเยื่อต่างๆ ในร่างกาย ดังนั้นเลือดจึงมีข้อมูลเกี่ยวกับสภาวะทางสรีรวิทยาของเนื้อเยื่อทั้งหมด และเมื่อรวมกับความสามารถในการเข้าถึง ทำให้โปรตีโอมของเลือดมีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ เชื่อกันว่าการระบุลักษณะเฉพาะของโปรตีโอมในพลาสมาของเลือดเป็นความท้าทายที่ยากลำบาก

ความลึกของโปรตีโอมในพลาสมาครอบคลุมช่วงไดนามิกที่มากกว่า 10 ¹⁰ระหว่างโปรตีนที่มีปริมาณสูงสุด (อัลบูมิน) และต่ำสุด (ไซโตไคน์บางชนิด) และถือเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักสำหรับโปรตีโอมิกส์^{[ 86 ]}พลวัตเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ทำให้การศึกษาโปรตีโอมในพลาสมาของมนุษย์ซับซ้อนยิ่งขึ้น การหมุนเวียนของโปรตีนบางชนิดเร็วกว่าโปรตีนชนิดอื่น และปริมาณโปรตีนในหลอดเลือดแดงอาจแตกต่างจากหลอดเลือดดำอย่างมาก ความแตกต่างทั้งหมดเหล่านี้ทำให้แม้แต่ภารกิจโปรตีโอมิกส์ที่ง่ายที่สุดอย่างการจัดทำแคตตาล็อกโปรตีโอมก็ดูเหมือนจะเกินเอื้อม เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จำเป็นต้องกำหนดลำดับความสำคัญ การจับภาพโปรตีนย่อยที่มีความหมายมากที่สุดในบรรดาโปรตีโอมทั้งหมดเพื่อสร้างเครื่องมือวินิจฉัยเป็นหนึ่งในลำดับความสำคัญดังกล่าว ประการที่สอง เนื่องจากมะเร็งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของไกลโคซิเลชันของโปรตีน วิธีการที่เน้นส่วนนี้ของโปรตีนจึงจะมีประโยชน์เช่นกัน อีกครั้ง: การวิเคราะห์หลายพารามิเตอร์เผยให้เห็นสถานะทางพยาธิวิทยาได้ดีที่สุด เมื่อเทคโนโลยีเหล่านี้พัฒนาขึ้น โปรไฟล์ของโรคควรเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่อง^{[ 43 ]}เนื่องจากปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น โปรตีโอมิกส์ของพลาสมาจึงยังคงเป็นเรื่องท้าทาย อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องดูเหมือนจะส่งผลให้โปรตีโอมิกส์ของพลาสมากลับมาเฟื่องฟูอีกครั้ง ดังที่แสดงให้เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่าการทำโปรไฟล์โปรตีโอมของพลาสมา^{[ 87 ]}ด้วยเทคโนโลยีดังกล่าว นักวิจัยจึงสามารถตรวจสอบกระบวนการอักเสบในหนู การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของโปรตีโอมของพลาสมา ตลอดจนแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตทั่วไป เช่น การลดน้ำหนัก ต่อโปรตีโอมของพลาสมา^{[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]}

มีวารสารจำนวนมากที่อุทิศให้กับสาขาโปรตีโอมิกส์และสาขาที่เกี่ยวข้อง โปรดทราบว่าวารสารที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนมักจะเน้นที่โครงสร้างและหน้าที่ ในขณะที่ วารสาร โปรตีโอมิกส์จะเน้นที่การวิเคราะห์โปรตีโอมทั้งหมดในระดับใหญ่ หรืออย่างน้อยก็ชุดโปรตีนขนาดใหญ่ วารสารโปรตีโอมิกส์ที่เกี่ยวข้องบางส่วนแสดงไว้ด้านล่าง (พร้อมชื่อสำนักพิมพ์)

• โปรตีโอมิกส์ระดับโมเลกุลและเซลล์ ( ASBMB )
• วารสารวิจัยโปรตีโอม ( ACS )
• วารสารโปรตีโอมิกส์ (เอลเซเวียร์ )
• โปรตีโอมิกส์ (ไวลีย์ )

• สถาบันชีวสารสนเทศแห่งยุโรป
• ศูนย์โปรตีโอมิกส์แห่งเนเธอร์แลนด์ (NPC)

ค้นหาคำว่า "proteomics"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

Wikibooks มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อ: โปรตีโอมิกส์

ที่Wikiversityคุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมและสอนผู้อื่นเกี่ยวกับโปรตีโอมิกส์ ได้ ที่ภาควิชาโปรตีโอมิกส์