蛋白质组学（英语：proteomics，又译作蛋白质体学），是对蛋白质特别是其结构和功能的大规模研究，是在90年代初期，由Marc Wikins和学者们首先提出的新名词。更重要的是，基因组是相当稳定的实体，而蛋白质组通过与基因组的相互作用而不断发生着改变。一个生命体在其机体的不同部分以及生命周期的不同阶段，其蛋白表达可能存在巨大的差异。

在样品载体上，基质辅助激光解吸/电离(MALDI)质谱法样品的的机械手准备。

蛋白质组是由有机体或系统产生或修饰的整套蛋白质。 这随着时间和细胞或有机体经历的不同要求或压力而变化[1]。蛋白质组学是一个跨学科的领域，它从人类基因组计划的遗传信息中受益匪浅[2]，它还涵盖了新兴的科学研究和从细胞内蛋白质组成，结构和其独特活动模式的整体水平探索蛋白质组学。它是功能基因组学的重要组成部分。

蛋白质组学研究的关键技术包括质谱分析、X射线晶体学、核磁共振和凝胶电泳。

有两种蛋白质组学方法：样品研究和重组蛋白合成。在第二种情形下，用遗传工程方法来克隆待合成的DNA模板，以及把这些基因剪切到宿主细胞（典型的是细菌）中，后者被培养用于大规模蛋白表达。

接着，被合成蛋白需要被从宿主细胞中提取和纯化。纯化的蛋白随后通过结晶（及X-射线晶体衍射）或核磁共振来确定其结构。

在基因组学和转录组学之后，蛋白质组学是在生物系统研究的下一个步骤。它是比基因组更为复杂，因为生物的基因组或多或少还是恒定的，但是蛋白质是细胞和细胞各不相同，并且在时间上各不相同。在不同的细胞类型中独特的基因被表达，这意味着在细胞中所产生的即使是基本的蛋白质组也需要被鉴定。

过去这种现象是通过RNA分析完成的，但发现它与蛋白质含量不相关[3][4]。现在已知mRNA并不总是翻译成蛋白质[5]，并且对于给定量的mRNA产生的蛋白质的量取决于它从中转录的基因和细胞的当前生理状态。蛋白质组学证实了蛋白质的存在并提供了存在量的直接量度。

不仅不同的mRNA翻译成不同的蛋白质，而且很多蛋白质被翻译后也在细胞中会有非常多样的化学修饰。这些化学修饰都对蛋白质的功能非常关键。

这是一种最为常见的后翻译修饰。例如在很多细胞信号通路中，很多的生物酶以及结构蛋白都有磷酸化修饰，以此可以被更多的蛋白质识别。这种修饰常常发生在serine和threonine氨基酸上。[6]

该修饰可通过E3泛素链接酶来进行。被泛素化修饰的蛋白通常会被细胞进一步降解。这是一种很基本的蛋白调控基理。如果知道所有的被哪类泛素链接酶修饰的蛋白家族，那么通过研究细胞中各种泛素链接酶的表达水平可以间接的推导出细胞中对应蛋白的表达水平。

还有很多的重要的修饰，例如甲基化修饰，乙酰基化修饰，单糖化修饰，氧化修饰，硝基化修饰等。

蛋白质组学 (杂志) (约翰威立) 临床蛋白质组学期刊(Clinical Proteomics) 分子与细胞蛋白质组学期刊 (美国生物化学与分子生物学协会) 蛋白质组研究期刊 (美国化学学会)