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蛋白質組學研究的目標是繪制特定細胞器中存在的蛋白質或蛋白質復合物的結構，稱為結構蛋白質組學。結構分析有助于識別新發現基因的功能，顯示藥物與蛋白質的結合位置以及蛋白質相互作用的位置。結構蛋白質組學中采用的技術是 X 射線晶體學和核磁共振光譜學。
對因特定變量不同的樣本之間的蛋白質表達進行定量研究稱為表達蛋白質組學。這種類型的蛋白質組學可以幫助識別在特定樣品中發現的主要蛋白質以及在相關樣品中差異表達的蛋白質，例如：在比較患病組織和健康組織時，這里使用了 2D-PAGE 和質譜等技術。
功能蛋白質組學代表了許多特定的定向蛋白質組學方法的廣泛術語。蛋白質-蛋白質相互作用的表征用于確定蛋白質功能并證明蛋白質如何組裝成更大的復合物。在某些情況下，通過親和層析分離特定的亞蛋白質組以進行額外分析。
蛋白質組學的用途
蛋白質組學一詞于 1995 年創造，指的是基因組的蛋白質組成，而蛋白質組學一詞則代表對這些蛋白質的系統分析。蛋白質組學用于檢測特定時間響應特定刺激的蛋白質表達模式，還用于確定存在于細胞、組織或整個生物體水平的功能性蛋白質網絡。
在當今可用的豐富基因組序列數據的存在下，蛋白質組學領域已發展成為識別和表征在特定環境、生理和病理生理條件下存在、不存在或改變的細胞基因產物（即蛋白質）的條件。
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