Proteomics er et område inden for molekylærbiologi dedikeret til identifikation og kvantificering af proteiner (med andre ord, high-throughput proteinforskning). Udtrykket "proteomics" blev foreslået i 1997 [1] . Helheden af alle proteiner i en celle kaldes proteomet [2] .
Genstanden for undersøgelse af proteomik er proteiner, der udtrykkes i en given celle , væv eller organisme på et givet tidspunkt (det vil sige proteomet). Selvom de første metoder til proteomik, såsom Edman-proteinsekventering , dukkede op længe før genomiske teknologier, blev virkelig high-throughput undersøgelse af proteiner kun mulig i den post-genomiske æra, det vil sige med de kendte nukleotidsekvenser af genomerne fra forskellige organismer .
Efter genomik og transkriptomik er proteomik det næste skridt i studiet af biologiske systemer. Proteomics hovedopgave er identifikation af nye proteiner og deres kvantitative analyse. Derfor er proteomik objektivt set mere kompliceret end genomik, da en organismes genom i de fleste tilfælde ikke ændrer sig i løbet af livet, men helheden af alle dens proteiner ændrer sig konstant. Selv proteomerne af celler af forskellige typer af den samme organisme er forskellige. Derudover er studiet af proteomet kompliceret af andre omstændigheder, for eksempel post-translationelle modifikationer , som mange proteiner gennemgår (post-translationelle modifikationer studeres i sektioner af proteomics - phosphoproteomics og glycoproteomics ). For aktiviteten af mange proteiner er interaktioner med andre proteiner og med RNA kritiske , hvilket også komplicerer deres identifikation. Endelig er nogle proteiner så kortlivede og nedbrydes så hurtigt, at det er meget svært at fiksere dem med de tilgængelige metoder [3] .
Dataene opnået ved proteomics-metoden kan bruges til at danne en dybere forståelse af årsagerne til forskellige sygdomme, såsom neurodegenerative sygdomme, samt til at udvikle behandlingsmetoder. Proteomics bruges til at søge efter antigener, der er egnede til at skabe nye vacciner . Identifikationen af proteiner, der er unormalt udtrykt i forskellige kræftformer , er af stor betydning for biomarkør -assisteret diagnose , prognose og kræftbehandling [4] .
Den traditionelle tilgang til studiet af proteiner involverer deres isolering fra væv og celler efterfulgt af oprensning, som et resultat af hvilket det bliver muligt at analysere strukturen og funktionerne af det oprensede protein. Proteomics tager en anden tilgang: hele proteinindholdet i en celle kan ses og analyseres i ét trin. Dette er blevet muliggjort af fremkomsten og udviklingen af metoder og teknologier såsom massespektrometri og todimensionel elektroforese . Proteomiske metoder er dog ikke begrænset til disse to eksempler [2] . Nedenfor er de aktuelt anvendte metoder til undersøgelse af proteiner, herunder metoder til kvantitativ analyse og sekventering af proteinaminosyresekvensen, som sjældent anvendes på nuværende stadie.
Kvantitativ analyse af proteiner med enzymatisk aktivitet kan udføres indirekte gennem bestemmelse af aktiviteten af disse proteiner. Selv i begyndelsen af det 20. århundrede kunne en sådan analyse udføres ved hjælp af spektrofotometriske metoder . Mængden af katalysator estimeres i konventionelle aktivitetsenheder. Betingede aktivitetsenheder bruges stadig til at beskrive koncentrationen i blodet af sådanne biomarkører som alaninaminotransferase og aspartataminotransferase . I 1975 blev en metode til fremstilling af monoklonale antistoffer udviklet , og de fandt hurtigt anvendelse i proteinforskning. For eksempel, hvis antigenet af et givet antistof er kendt , så kan dette antistof bruges til at identificere antigenet under undersøgelse i den eksperimentelle prøve. I medicinen er antistoffer meget brugt som biomarkører i det 21. århundrede, hvis antigener er ukendte, men som binder meget mere antigen hos syge end hos raske. For eksempel er CA-125- glycoproteinet blevet brugt som en biomarkør for kræft i æggestokkene siden 1981, hvor der blev opnået antistoffer mod det. Meget senere blev selve proteinet, mucin 16, identificeret [5] .
I 1953 bestemte Frederick Sanger aminosyresekvensen af hormonet insulin . Til mærkning og identifikation af den N-terminale rest foreslog Sanger at bruge 1-fluor-2,4-dinitrobenzen . Efter binding af den N-terminale rest af proteinet med dette reagens, hydrolyseres polypeptidkæden med saltsyre for at adskille aminosyrer, og den mærkede rest påvises. Hvis proteinet består af flere polypeptidkæder, vil begge N-terminale rester være markeret, det vil sige, at antallet af individuelle polypeptidkæder i proteinet vil blive etableret. Til sekventering af hele proteinsekvensen er Edman-sekventeringsmetoden mere almindeligt anvendt [6] .
I 1950'erne opfandt den svenske kemiker Per Edman en metode til bestemmelse af proteiners aminosyresekvens (sekventering). Den første fase af Edman-sekventering er behandlingen af peptidet under undersøgelse med phenylisothiocyanat , som interagerer med aminogruppen , hvilket giver phenylthiocarbomoyl - radikalen . Ved moderat forsuring af opløsningen spaltes den fra og tager den N-terminale aminosyre med sig. Som et resultat kommer thiazolinon med et radikal specifikt for denne aminosyre ind i opløsningen. Dette derivat analyseres kromatografisk for at bestemme, hvilken aminosyre der var ved N-terminalen, og cyklussen gentages. Hvis det undersøgte protein er fikseret på en fast støtte, kan det efter hver behandling med phenylisothiocyanat vaskes, fjerne den N-terminale thiazolinon, og en ny cyklus kan startes. Edman-metoden gør det muligt at bestemme sekvenser på op til 30 aminosyrerester med høj nøjagtighed. Metodens høje følsomhed tillader også sekventering af mindre end 0,1 nmol af peptidet med 99 % nøjagtighed. Længden af polypeptidkæden, der kan sekventeres ved Edman-metoden, afhænger af effektiviteten af de enkelte stadier, som igen bestemmes af polypeptidets aminosyresammensætning [7] .
I 1960'erne blev der skabt en automatisk sequencer, der implementerede Edman-metoden. Den primære struktur af insulin, som det tog Sanger mere end 10 år at bestemme, kan nu opnås på et par dage ved direkte sekventering på en proteinsekvenser [7] . Edmans metode bruges nu lejlighedsvis i studiet af organismer, hvis genomiske sekvenser er ukendte [8] [9] [10] . Traditionel proteinsekventering bruges også i tilfælde, hvor mange af deres funktioner (for eksempel post-translationelle modifikationer) ikke kun kan genkendes fra gensekvensen [11] .
De fleste proteiner skal forberedes specielt til sekventering før sekventering. For det første ødelægges disulfidbindinger i proteinet , hvis nogen, ved oxidation med permyresyre eller reduktion med dithiothreitol . Dernæst fragmenteres proteinkæden af proteaser , da sekventering af lange proteiner ikke er særlig nøjagtig. Typisk bruges trypsin til hydrolyse , som kun virker på de peptidbindinger, hvis carbonylgruppe tilhører en lysin- eller argininrest . Hvis antallet af lysin- og argininrester i et protein bestemmes under fuldstændig hydrolyse, er det derfor muligt at forudsige, hvor mange fragmenter proteinet vil nedbrydes efter behandling med trypsin. De resulterende fragmenter oprenses yderligere ved elektroforese (se nedenfor ) eller kromatografi og sekventeres ifølge Edman. For at gensekvensere et proteinfragment for fragment skæres det i stykker af et enzym, der genkender rester, der er forskellige fra dem, der genkendes af trypsin. Baseret på overlapningerne af de to resulterende sæt af fragmenter, genoprettes den komplette aminosyresekvens af proteinet [12] .
For at bestemme positionen af disulfidbindingerne spaltes proteinet igen med trypsin, men uden først at ødelægge disulfidbindingerne. De resulterende fragmenter adskilles ved elektroforese og sammenlignes med sættet af fragmenter opnået ved den første fordøjelse med trypsin. Hvis der er en disulfidbinding mellem to fragmenter, vil de ved adskillelse af det første sæt af fragmenter ligne to bånd på gelen, og under elektroforese af det andet danner de et enkelt bånd [13] .
I 1970'erne og 1980'erne blomstrede metoder til isolering og oprensning af proteiner. Disse metoder kombinerede principperne for kromatografi, elektroforese og centrifugering ; mange af dem er for længst gået ud af brug, men nogle er stadig i brug i det 21. århundrede. I 1970 foreslog den schweiziske videnskabsmand Ulrich Laemmli en metode til at adskille proteiner ved hjælp af elektroforese under denaturerende forhold. Først blev proteinerne udsat for alvorlig denaturering under påvirkning af natriumdodecylsulfat ( engelsk sodium dodecyl sulphate, SDS ), som dækkede hvert proteinmolekyle i form af et lag . Jo større protein, jo mere SDS bundet til det, og jo større negative ladning erhvervede deres kompleks. Når prøverne blev påført på polyacrylamidgelen , begyndte de derfor at bevæge sig under påvirkning af et elektrisk felt ; samtidig afhænger proteinmolekylernes bevægelseshastighed af deres masse (lettere proteiner bevæger sig hurtigere gennem gelen). Metoden er velegnet til adskillelse af proteiner med en masse på 5 til 250 kDa [14] .
Laemmlis metode blev videreudviklet. I 1975 foreslog Patrick O'Farell og Joachim Klose uafhængigt princippet om såkaldt to- dimensionel elektroforese : før masseseparation ved hjælp af SDS, er proteiner præ-separeret i henhold til deres isoelektriske punkt . Proteiner indføres først i et glasrør fyldt med specielle polymerer , der skaber en stationær pH -gradient i det . Proteiner er fordelt langs røret og indtager positioner, hvis pH er lig med deres isoelektriske punkt. Derefter presses indholdet af røret ud og smeltes til gelen til konventionel Laemmli-elektroforese. Således er proteiner først divideret med isoelektrisk punkt, og derefter med masse. Som et resultat af todimensionel elektroforese svarer hvert protein ikke til et bånd, som ved konventionel elektroforese, men til en fokuseret rund plet, hvis størrelse og farveintensitet svarer til proteinkoncentrationen. Ved hjælp af todimensionel elektroforese er det muligt at adskille ikke kun forskellige proteiner, men også isoformer af det samme protein, såvel som proteinformer med forskellige post-translationelle modifikationer . Forskellige forbedringer af den todimensionelle elektroforeseteknik er blevet foreslået, nogle af dens trin, såvel som behandlingen af scannede geler, er blevet automatiseret. Faktisk er todimensionel elektroforese den eneste måde at visualisere proteomet [15] [16] [17] .
I nogle tilfælde er det nødvendigt at fastslå, hvilke cellulære proteiner de isolerede antistoffer interagerer med . Ofte er der et omvendt problem: det er muligt at bestemme det isolerede protein ved hjælp af antistoffer, der specifikt binder til det. For at gøre dette er der en metode til Western blotting eller immunblotting. Når det bruges, separeres proteiner fra lysatet under undersøgelse først ved gelelektroforese og overføres fra gelen til en porøs membran. Derefter behandles membranen sekventielt med antistoffer, der er specifikke for målproteinet og radioaktivt mærkede antistoffer, der binder til de første antistoffer. Nogle gange udføres der i stedet for de andre antistoffer en enzymatisk reaktion med de første antistoffer. Som et resultat påvises molekyler af målproteinet, genkendt af antistoffer, som bånd på autoradiogrammet eller pletter på membranen, hvorved proteinet kan identificeres [18] [19] .
Massespektrometri omfatter en række metoder, der har til formål at bestemme molekylvægten af de undersøgte forbindelser. Det har fundet bred anvendelse i biologi , især i proteomik. Ved brug af massespektrometri ioniseres proteinerne i prøven først , derefter, under vakuumforhold, sorteres og detekteres ionerne , hvilket giver et spektrum ved udgangen, som analyseres yderligere ved hjælp af specielle beregningsmetoder. I sidste ende, for hver ion, bestemmes værdien af forholdet mellem masse og ladning. Hvis ladningen af en ion er lig med en, så er forholdet numerisk lig med dens molekylvægt. Til at begynde med var brugen af massespektrometri i biologi begrænset på grund af det faktum, at ionisering var meget hård og førte til ødelæggelse af molekyler. I 1980'erne blev der udviklet en metode til ionisering af molekyler med en laser under deres co-krystallisering med et lysfølsomt organisk stof (det kaldes en matrix). Matrixen omgiver molekylerne af det undersøgte stof og ioniserer under påvirkning af en laser nabomolekyler. Under visse forhold kan ionisering udføres uden at ødelægge de molekyler, der undersøges. Denne metode kaldes matrix-assisteret laser desorption ionization ( MALDI ) . Den nye ioniseringsmetode blev kombineret med en konventionel massespektrometrisk detektor ( time-of- flight , TOF ) . I denne detektor bevæger ioner sig i et vakuumrør og når en følsom plade (fotomultiplikatorrør), som er detektoren. Den tid, det tager for en ion at rejse langs rørets længde, er omvendt proportional med dens masse. I 1990'erne og begyndelsen af 2000'erne blev MALDI-TOF metoden meget aktivt brugt til proteinundersøgelser [20] [21] .
På grund af de særlige kendetegn ved isotopadskillelse er toppe i spektrene af store proteiner ekstremt vanskelige at analysere. Af denne grund nedbrydes de til 500-2500 Da- peptider ved hjælp af trypsin -enzymet, før de analyseres , og derefter gendannes information om det oprindelige protein fra dataene for peptiderne, ligesom ved sekventering af ny generation af nukleinsyrer, er de indledende sekvenser indsamlet fra korte læsninger . Denne tilgang kaldes " bottom-up proteomics " ( eng. bottom-up ). Samlingsprocessen er ikke fejlfri og fører til store tab af information, derfor undersøges i nogle tilfælde hele proteiner uden spaltning ved hjælp af kraftige ultrahøj opløsning detektorer (" top-down proteomics ", engelsk top-down ) [22] .
Sættet af molekylvægte af peptiderne, der blev opnået ved at behandle proteinet med trypsin, er unikt for hvert protein. Dette skyldes hovedsageligt den høje specificitet af trypsin, som kun skærer i lysin- og argininrester . Ved at sammenligne det opnåede billede af molekylmasserne af peptider for det undersøgte protein med peptidkort over proteiner fra databaser , er det muligt at fastslå, hvilket protein der blev undersøgt. Denne tilgang kaldes peptidfingeraftryk [23] . Da det er umuligt at opnå fuld overensstemmelse mellem den eksperimentelle massefordeling af peptider og referencepeptidkort, blev der indført en kvantitativ vurdering ( engelsk score ) af sandsynligheden for, at det eksperimentelle peptidkort svarer til dette teoretiske. Til peptidfingeraftryk er der udviklet særlige programmer, for eksempel MOWSE [24] .
I stedet for fragmentering med trypsin før anbringelse af prøverne i massespektrometeret , kan fragmenteringen af proteiner til fragmenter ske i selve massespektrometeret, for eksempel ved at kollidere med inerte gasmolekyler . Hvert peptid er karakteriseret ved massen af precursor-ionen og sættet af masser af fragmentioner. Masserne af fragmenterne kan måles, og information om det oprindelige protein kan gendannes fra dem, da fragmenternes molekylvægte kan findes baseret på peptidsekvensen. Denne tilgang kaldes tandem massespektrometri (MS-MS). Ligesom ved peptidfingeraftryk er der i tandem massespektrometri en sandsynlighedsvurdering af, at peptidkortet for det undersøgte protein svarer til et af de teoretiske. I 2007 blev target-decoy- tilgangen foreslået til analyse af tandem-massespektrometridata . Essensen af denne tilgang ligger i det faktum, at under analysen af data begyndte et lige antal meningsløse, falske ( engelsk decoy - et falsk mål) peptider at blive tilføjet til de teoretiske målpeptider . Denne tilgang giver dig mulighed for at evaluere kvaliteten af analysen. Hvis analysen som de bedste matcher viser overensstemmelsen mellem det eksperimentelle protein og det åbenlyst falske, så giver det et falsk positivt resultat , og target-decoy-tilgangen tillader at estimere andelen af falsk positive resultater [25] .
Som et alternativ til MALDI kan ionisering af peptider før massespektrometri udføres ved hjælp af elektrospray- ioniseringsmetoden ( ESI ) . En væske, der indeholder de undersøgte proteiner, anbringes i en konisk kapillar, og når den forlader kapillæren, påføres den en stærk spænding . Som et resultat bliver væsken til en aerosol, og når aerosolpartikler fordamper i en inert gasstrøm, kan ladningen overføres til biomolekyler opløst i aerosolen , herunder proteiner. Med denne ioniseringsmetode ødelægges biomolekyler ikke. Elektrospray-ionisering kan let kombineres med højtydende væskekromatografi : strømmen af den kromatografiske fase fra søjlen kan ledes direkte ind i elektrospray-kapillæren. Således vil massespektrometeret bestemme masserne af de molekyler, der er adskilt i den analytiske søjle. Denne metode er forkortet som LC-MS (fra engelsk væskechromatografi - massespektrometri ) [26] . Identifikationen af proteiner i en kompleks opløsning ved hjælp af en kombination af massespektrometri og højtydende væskekromatografi kaldes shotgun proteomics [27 ] .
Massespektrometriteknikker kan anvendes til at målrette proteiner af interesse, dvs. massespektrometeret kan indstilles til kun at se det ønskede peptid. Til dette formål bruges en enhed med en tredobbelt quadrupole type detektor , det vil sige tre identiske massespektrometre, der successivt overfører ioner til hinanden. Det første massespektrometer filtrerer peptidet af interesse fra, i det andet fragmenteres det, og det tredje registrerer fra 3 til 5 forudvalgte fragmenter. Kvantitativ analyse udføres baseret på intensiteten af fragmenterne. Denne metode er kendt som multipel reaktionsovervågning (MRM ) eller udvalgt reaktionsmonitorering ( valgt reaktionsovervågning , SRM ) [28] .
En af de mest populære metoder til at studere protein-protein-interaktioner er brugen af gær -to-hybridsystemet . Til dette formål opnås to stammer af haploid gær, hvoraf den ene er proteinet under undersøgelse (lokkemad), og den anden er det protein, der skal testes for interaktion med den første (bytte). De haploide celler fusioneres derefter til dannelse af diploide gærceller, der udtrykker begge proteiner. Hvis proteinerne interagerer, vil de begge udgøre en transkriptionsfaktor, der udløser ekspressionen af reportergenet . Hvis der ikke er nogen interaktion mellem proteiner, starter ekspressionen af reportergenet ikke. Ved at bruge denne fremgangsmåde i gæren S. cerevisiae , screening af 6000 byttedyrkloner mod 6000 lokkemadkloner, var det muligt at identificere 691 protein-protein-interaktioner, hvoraf kun 88 tidligere var kendt [29] . I det 21. århundrede blev andre metoder, såsom plasmonresonans [30] [31] brugt til at studere protein-protein-interaktioner .
På baggrund af data om protein-protein-interaktioner er det i nogle tilfælde muligt at bedømme et proteins funktioner. For eksempel, hvis et protein vides at interagere med flere proteiner i den samme metaboliske vej , er det sandsynligt, at det også er involveret i det. Kort over proteininteraktioner kaldes interagere . Der er databaser , der gemmer information om proteininteraktioner [32] .
Data om protein-protein-interaktioner er ekstremt vigtige for biologiske netværk og systembiologi : de bruges for eksempel i rekonstruktionen af signaleringskaskader [33] [34] .
Proteinmikroarrays udvikles til at identificere specifikke proteiner i en prøve. Analogt med DNA-mikroarrays påføres meget små dråber indeholdende antistoffer på et fast substrat. Hver dråbe indeholder mærkede antistoffer mod ét specifikt protein, som tilføjes til chippen som en fluorescensmærket prøve. Efter vask påvises fluorescens kun i de dråber, hvori antistoffer har bundet det undersøgte protein. I stedet for antistoffer kan andre molekyler anvendes, som specifikt interagerer med specifikke proteiner, for eksempel oligonukleotider [35] . Proteinmikroarrays kan også bruges til at detektere protein-protein-interaktioner og bestemme proteinfunktioner. I 2000'erne blev proteinmikroarrays automatiseret. De er meget følsomme og kræver meget lidt protein for at blive testet, hvilket gør dem økonomiske [36] .
Ved hjælp af massespektrometri og chips kan man få information om proteinfragmenter, men ikke om hele proteinet. I denne henseende er der blevet oprettet programmer, der ud fra fragmentariske data om massespektrometri og chips giver data om proteiner næsten fuldstændigt samlet fra disse fragmenter. Disse programmer er baseret på konstruktionen af fragmentjusteringer med kendte proteiner fra UniProt [37] og PROSITE [38] databaserne .
De fleste programmer, der analyserer proteiner, tager ikke hensyn til deres post-translationelle modifikationer [39] . Eksisterende værktøjer, der bestemmer post-translationelle modifikationer, er kun prædiktive [40] .
Beregningsmetoder inden for bioinformatik bruges aktivt til at studere biomarkørproteiner . Ved hjælp af computermodeller var det således muligt at påvise en intensiv udveksling af proteiner mellem moderens krop og fosteret under graviditeten , og analyse krævede kun non-invasiv blodprøvetagning fra moderen [41] .
Proteogenomics , som bruger proteomiske metoder til at bekræfte data opnået fra genomiske sekvenser , er under udvikling [42] [43] . Der er også strukturel proteomik, som omhandler en storstilet undersøgelse af proteinstrukturer baseret på røntgendiffraktionsanalyse og NMR-spektroskopidata [44] .
Nylige fremskridt inden for kvantitativ proteomik gør det muligt at bruge det til dybdegående analyse af cellulære systemer [33] [34] . Beskrivelse af adfærden af biologiske systemer som reaktion på forskellige påvirkninger (virkningen af eksterne faktorer, ændringer i cellefysiologi på grund af forskellige faser af cellecyklussen osv.) på niveauet af ændringer i proteinsammensætningen tillader en dybere forståelse af essensen af mange biologiske processer. På grund af dette er proteomics, sammen med genomics, transcriptomics, epigenomics , metabolomics og andre "-omics" , inkluderet i den nye videnskabelige retning- systembiologi . Således indeholder The Cancer Proteome Atlas kvantitative data om ekspressionen af omkring 200 proteiner i mere end 4000 analyserede tumorprøver , der komplementerer The Cancer Genome Atlas , som indeholder genomiske og transkriptomiske data for disse proteiner [45] .
Med MALDI-TOF kan patogener identificeres ned til slægter og arter . Intakte bakterieceller påføres et metalmål på et massespektrometer, dækket med en matrix, bestrålet med en laser, og der opnås specifikke profiler, som den trænede algoritme genkender ved karakteristiske masser [46] .
Muligheden for at bruge proteomik til at diagnosticere kræft ved at analysere proteinbiomarkører samt bestemme graden af malignitet af en tumor er ved at blive undersøgt . Der er allerede gjort nogle fremskridt i denne retning. For eksempel i USA er brugen af Xpresys Lung test, udviklet i 2015, tilladt, som bruger målrettet massespektrometri af flere blodplasmaproteiner og vurderer graden af malignitet af tumorknuder i lungerne [47] .
De seneste resultater inden for proteomik - inden for massespektrometri, adskillelse af organelproteiner og membranproteiner - kan gøre det muligt at studere hjerteproteomet og identificere modificerede proteiner (samt bestemme arten af deres modifikation). Data om hjerteproteomet vil hjælpe med at forstå mekanismerne for forskellige hjerte- kar-sygdomme [48] .
Mange lægemidler er enten selv proteiner eller virker på specifikke proteiner. Derfor blev proteomics adopteret af specialister involveret i udviklingen af lægemidler . De fleste medicinalvirksomheder har en proteomics-division eller partnervirksomhed med speciale i proteomics. Proteomiske metoder bruges til at bekræfte gyldigheden af mål for udviklede lægemidler, bestemme effektiviteten af biomarkører, studere mekanismen for lægemiddelvirkning og dens toksicitet . Proteomiske metoder bruges især til at søge efter antimalariamedicin , der binder til purinbindende proteiner på stadiet af plasmodium -reproduktion i erytrocytter og deres frigivelse i blodet [48] .
Sammenligning af proteomerne af to organismer (ikke nødvendigvis tæt beslægtede) gør det muligt at identificere både proteiner, der er fælles for disse to organismer, og proteiner, der forårsager forskelle i deres fænotyper . En sådan analyse kan give nyttig information til at forstå den evolutionære proces [49] og tillader os nogle gange at bestemme tidligere ukendte funktioner af proteiner. For eksempel er der ved hjælp af sammenlignende proteomik blevet identificeret proteiner fra insektet Nilaparvata lugens , involveret i processerne forbundet med reproduktion, hvis ekspression ændres som reaktion på insekticidbehandling [50] .
Historien om proteomics går tilbage til 1950, hvor Edman foreslog en metode til proteinsekventering. I 1958 bestemte Frederick Sangers forskerhold aminosyresekvensen af insulin . I 1959 blev metoden til immunoassay født , som er af stor betydning for studiet af proteiner. I 1967 blev den første automatiske sequencer skabt, der bestemmer aminosyresekvenserne af proteiner ved hjælp af Edman-metoden. I 1970 foreslog Laemmli en metode til adskillelse af proteiner ved hjælp af denaturerende polyacrylamidgelelektroforese, og i 1975 blev en todimensionel elektroforeseteknik foreslået på grundlag heraf. I 1984 blev elektrospray-ioniseringsmetoden opfundet, som gjorde det muligt at studere proteiner ved hjælp af massespektrometri uden at ødelægge dem, og i 1985 blev MALDI-ioniseringsmetoden foreslået. I 1994 dukkede de første peptidkort til massespektrometri op. I 1996 opfandt kandidatstuderende Mark Wilkins udtrykket "proteom", og året efter dukkede udtrykket "proteomics" op. I 1999 dukkede de første programmer op til at forudsige fragmenter, hvis masser ville blive bestemt ved hjælp af massespektrometri fra en proteinsekvens. I 2001 blev shotgun proteomics født , og i 2014, ved hjælp af denne metode, blev det muligt at identificere 20.000 humane proteiner i en prøve [51] . I øjeblikket er der ikke kun udvikling og forbedring af proteomiske metoder, såsom forskellige typer massespektrometri, men også nye programmer til fortolkning af proteomiske data [52] .