Proteomika je obor molekulární biologie věnovaný identifikaci a kvantifikaci proteinů (jinými slovy vysoce výkonný výzkum proteinů). Termín „proteomika“ byl navržen v roce 1997 [1] . Úhrn všech proteinů v buňce se nazývá proteom [2] .
Předmětem studia proteomiky jsou proteiny, které jsou exprimovány v dané buňce , tkáni nebo organismu v daném časovém okamžiku (tj. proteom). Přestože se první metody proteomiky, jako je Edmanovo sekvenování proteinů , objevily dávno před genomickými technologiemi, skutečně vysoce výkonné studium proteinů bylo možné až v postgenomické éře, tedy se známými nukleotidovými sekvencemi genomů různých organismů. .
Po genomice a transkriptomice je proteomika dalším krokem ve studiu biologických systémů. Hlavním úkolem proteomiky je identifikace nových proteinů a jejich kvantitativní analýza. V souladu s tím je proteomika objektivně složitější než genomika, protože genom organismu se ve většině případů během života nemění, ale neustále se mění souhrn všech jeho proteinů. Dokonce i proteomy buněk různých typů téhož organismu se liší. Studium proteomu je navíc komplikováno dalšími okolnostmi, například posttranslačními modifikacemi , kterými prochází mnoho proteinů (posttranslační modifikace jsou studovány v sekcích proteomiky - fosfoproteomika a glykoproteomika ). Pro aktivitu mnoha proteinů jsou kritické interakce s jinými proteiny a s RNA , což také komplikuje jejich identifikaci. A konečně, některé proteiny jsou tak krátkodobé a degradují se tak rychle, že je velmi obtížné je opravit dostupnými metodami [3] .
Data získaná metodou proteomiky lze využít k hlubšímu pochopení příčin různých onemocnění, jako jsou neurodegenerativní onemocnění, a také k vývoji léčebných metod. Proteomika slouží k hledání antigenů vhodných pro tvorbu nových vakcín . Identifikace proteinů, které jsou abnormálně exprimovány u různých druhů rakoviny , má velký význam pro diagnostiku , prognózu a léčbu rakoviny za pomoci biomarkerů [4] .
Tradiční přístup ke studiu proteinů zahrnuje jejich izolaci z tkání a buněk s následnou purifikací, v důsledku čehož je možné analyzovat strukturu a funkce purifikovaného proteinu. Proteomika používá jiný přístup: celý obsah bílkovin v buňce lze vidět a analyzovat v jednom kroku. To bylo umožněno příchodem a rozvojem metod a technologií, jako je hmotnostní spektrometrie a dvourozměrná elektroforéza . Proteomické metody však nejsou omezeny na tyto dva příklady [2] . Níže jsou uvedeny v současnosti používané metody pro studium proteinů, včetně metod pro kvantitativní analýzu a sekvenování aminokyselinové sekvence proteinu, které se v současné době používají jen zřídka.
Kvantitativní analýza proteinů s enzymatickou aktivitou může být provedena nepřímo prostřednictvím stanovení aktivity těchto proteinů. Ještě na počátku 20. století bylo možné takovou analýzu provádět pomocí spektrofotometrických metod . Množství katalyzátoru se odhaduje v konvenčních jednotkách aktivity. Podmíněné jednotky aktivity se stále používají k popisu koncentrace v krvi takových biomarkerů , jako je alaninaminotransferáza a aspartátaminotransferáza . V roce 1975 byla vyvinuta metoda produkce monoklonálních protilátek , která rychle našla využití ve výzkumu proteinů. Pokud je například znám antigen dané protilátky , pak lze tuto protilátku použít k identifikaci studovaného antigenu v experimentálním vzorku. V medicíně se jako biomarkery v 21. století hojně využívají protilátky, jejichž antigeny jsou neznámé, ale u nemocných lidí vážou mnohem více antigenu než u zdravých lidí. Například glykoprotein CA-125 se používá jako biomarker rakoviny vaječníků od roku 1981, kdy byly proti němu získány protilátky. Mnohem později byl identifikován samotný protein, mucin 16 [5] .
V roce 1953 Frederick Sanger určil sekvenci aminokyselin hormonu inzulínu . Pro značení a identifikaci N-koncového zbytku Sanger navrhl použít 1-fluor-2,4-dinitrobenzen . Po navázání N-koncového zbytku proteinu s tímto činidlem se polypeptidový řetězec hydrolyzuje kyselinou chlorovodíkovou, aby se oddělily aminokyseliny, a detekuje se značený zbytek. Pokud se protein skládá z několika polypeptidových řetězců, pak budou označeny oba N-terminální zbytky, to znamená, že bude stanoven počet jednotlivých polypeptidových řetězců v proteinu. Pro sekvenování celé proteinové sekvence se častěji používá Edmanova sekvenační metoda [6] .
V 50. letech minulého století vynalezl švédský chemik Per Edman metodu pro stanovení aminokyselinové sekvence proteinů (sekvenování). Prvním stupněm Edmanova sekvenování je ošetření studovaného peptidu fenylisothiokyanátem , který interaguje s aminoskupinou , čímž vzniká fenylthiokarbomoylový radikál . Při mírném okyselení roztoku se odštěpí a vezme s sebou N-koncovou aminokyselinu. V důsledku toho se do roztoku dostává thiazolinon s radikálem specifickým pro tuto aminokyselinu. Tento derivát se analyzuje chromatograficky , určí se, která aminokyselina je na N-konci, a cyklus se opakuje. Pokud je studovaný protein fixován na pevném nosiči, pak po každém ošetření fenylisothiokyanátem může být promyt, odstraněním N-koncového thiazolinonu a může být zahájen nový cyklus. Edmanova metoda umožňuje s vysokou přesností určit sekvence až 30 aminokyselinových zbytků. Vysoká citlivost metody také umožňuje sekvenovat méně než 0,1 nmol peptidu s 99% přesností. Délka polypeptidového řetězce, který lze sekvenovat Edmanovou metodou, závisí na účinnosti jednotlivých stupňů, která je zase dána aminokyselinovým složením polypeptidu [7] .
V 60. letech 20. století vznikl automatický sekvencer, který implementoval Edmanovu metodu. Primární strukturu inzulinu, jejíž určení trvalo Sangerovi více než 10 let, lze nyní získat za několik dní přímým sekvenováním na proteinovém sekvenátoru [7] . Edmanova metoda se nyní příležitostně používá při studiu organismů, jejichž genomové sekvence jsou neznámé [8] [9] [10] . Tradiční sekvenování proteinů se používá i v případech, kdy řadu jejich znaků (například posttranslační modifikace) nelze rozpoznat pouze z genové sekvence [11] .
Většina proteinů musí být před sekvenováním speciálně připravena pro sekvenování. Nejprve jsou disulfidové vazby v proteinu zničeny , pokud existují, oxidací kyselinou permravenčí nebo redukcí dithiothreitolem . Dále je proteinový řetězec fragmentován proteázami , protože sekvenování dlouhých proteinů není příliš přesné. Typicky se pro hydrolýzu používá trypsin , který působí pouze na ty peptidové vazby , jejichž karbonylová skupina patří k lysinovému nebo argininovému zbytku . Pokud je tedy počet lysinových a argininových zbytků v proteinu stanoven během úplné hydrolýzy, je možné předpovědět, kolik fragmentů se protein po ošetření trypsinem rozloží. Výsledné fragmenty jsou dále purifikovány elektroforézou (viz níže ) nebo chromatografií a sekvenovány podle Edmana. K resekvenaci proteinového fragmentu po fragmentu je tento fragment rozřezán na kousky enzymem, který rozpoznává zbytky odlišné od těch, které rozpoznává trypsin. Na základě překryvů dvou výsledných sad fragmentů je obnovena kompletní aminokyselinová sekvence proteinu [12] .
Pro určení polohy disulfidových vazeb se protein opět štěpí trypsinem, ale bez předchozího zničení disulfidových vazeb. Výsledné fragmenty se oddělí elektroforézou a porovnají se souborem fragmentů získaným prvním štěpením trypsinem. Pokud je mezi dvěma fragmenty disulfidická vazba, pak při oddělení první sady fragmentů budou vypadat jako dva pruhy na gelu a během elektroforézy druhého tvoří jeden pruh [13] .
V 70. a 80. letech 20. století vzkvétaly metody izolace a čištění proteinů. Tyto metody kombinovaly principy chromatografie, elektroforézy a centrifugace ; mnoho z nich se již dávno nepoužívá, ale některé se používají i v 21. století. V roce 1970 navrhl švýcarský vědec Ulrich Laemmli metodu separace proteinů pomocí elektroforézy za denaturačních podmínek. Nejprve byly proteiny podrobeny těžké denaturaci působením dodecylsulfátu sodného ( anglicky sodium dodecyl sulphate, SDS ), který pokryl každou molekulu proteinu ve formě vrstvy . Čím větší je protein, tím více SDS se na něj váže a tím větší negativní náboj jejich komplex získá. Proto se při nanášení vzorků na polyakrylamidový gel začaly pohybovat působením elektrického pole ; přitom rychlost pohybu molekul bílkovin závisí na jejich hmotnosti (lehčí bílkoviny se gelem pohybují rychleji). Metoda je vhodná pro separaci proteinů o hmotnosti 5 až 250 kDa [14] .
Laemmliho metoda byla dále rozvíjena. V roce 1975 Patrick O'Farell a Joachim Klose nezávisle navrhli princip tzv. dvourozměrné elektroforézy : před separací hmoty pomocí SDS jsou proteiny předem separovány podle jejich izoelektrického bodu . Proteiny jsou nejprve zavedeny do skleněné trubice naplněné speciálními polymery , které v ní vytvářejí stacionární gradient pH . Proteiny jsou distribuovány podél trubice a zaujímají pozice, jejichž pH se rovná jejich izoelektrickému bodu. Poté se obsah zkumavky vytlačí a spojí se s gelem pro konvenční Laemmliho elektroforézu. Proteiny se tedy nejprve dělí podle izoelektrického bodu a poté podle hmotnosti. V důsledku dvourozměrné elektroforézy každý protein neodpovídá proužku jako u konvenční elektroforézy, ale zaostřené kulaté skvrně, jejíž velikost a intenzita barvy odpovídá koncentraci proteinu. Pomocí dvourozměrné elektroforézy je možné separovat nejen různé proteiny, ale i izoformy téhož proteinu a také proteinové formy s různými posttranslačními modifikacemi . Byla navržena různá vylepšení techniky dvourozměrné elektroforézy, některé její kroky, stejně jako zpracování naskenovaných gelů, byly automatizovány. Ve skutečnosti je dvourozměrná elektroforéza jediným způsobem, jak vizualizovat proteom [15] [16] [17] .
V některých případech je nutné zjistit, se kterými buněčnými proteiny interagují izolované protilátky . Často dochází k obrácenému problému: izolovaný protein je možné určit pomocí protilátek, které se na něj specificky vážou. K tomu existuje metoda Western blotting neboli imunoblotování. Při jeho použití jsou proteiny ze studovaného lyzátu nejprve separovány gelovou elektroforézou a přeneseny z gelu na porézní membránu. Dále je membrána postupně ošetřena protilátkami specifickými pro cílový protein a radioaktivně značenými protilátkami, které se vážou na první protilátky. Někdy se místo druhých protilátek provádí enzymatická reakce s prvními protilátkami. V důsledku toho jsou molekuly cílového proteinu, rozpoznávané protilátkami, detekovány jako pruhy na autoradiogramu nebo skvrny na membráně, pomocí kterých lze protein identifikovat [18] [19] .
Hmotnostní spektrometrie zahrnuje řadu metod, které jsou zaměřeny na stanovení molekulové hmotnosti zkoumaných sloučenin. Našel široké uplatnění v biologii , zejména v proteomice. Při použití hmotnostní spektrometrie jsou proteiny ve vzorku nejprve ionizovány , poté ve vakuu jsou ionty tříděny a detekovány, čímž je na výstupu získáno spektrum, které je dále analyzováno speciálními výpočetními metodami. Nakonec se pro každý iont určí hodnota poměru hmotnosti k náboji. Pokud je náboj iontu roven jedné, pak se poměr číselně rovná jeho molekulové hmotnosti. Zpočátku bylo použití hmotnostní spektrometrie v biologii omezené kvůli skutečnosti, že ionizace byla velmi drsná a vedla ke zničení molekul. V 80. letech 20. století byla vyvinuta metoda ionizace molekul laserem při jejich společné krystalizaci se světlocitlivou organickou látkou (říká se jí matrice). Matrice obklopuje molekuly zkoumané látky a působením laseru ionizuje sousední molekuly. Za určitých podmínek může být ionizace provedena bez zničení studovaných molekul. Tato metoda se nazývá matricí asistovaná laserová desorpční ionizace ( MALDI ) . Nová ionizační metoda byla kombinována s konvenčním hmotnostním spektrometrickým detektorem ( time-of- flight , TOF ) . V tomto detektoru se ionty pohybují ve vakuové trubici a dostávají se na citlivou desku (fotonásobič), což je detektor. Doba, kterou iont potřebuje, aby prošel délkou trubice, je nepřímo úměrná její hmotnosti. V 90. letech a na počátku 21. století byla metoda MALDI-TOF velmi aktivně využívána pro studie proteinů [20] [21] .
Kvůli zvláštnostem izotopové separace je extrémně obtížné analyzovat píky ve spektrech velkých proteinů. Z tohoto důvodu jsou před analýzou rozloženy na peptidy 500–2500 Da pomocí enzymu trypsin a poté se z dat pro peptidy obnoví informace o původním proteinu, stejně jako při sekvenování nukleových kyselin nové generace jsou počáteční sekvence sebrané z krátkého čtení . Tento přístup se nazývá „ bottom-up proteomics “ ( angl. bottom-up ). Proces sestavení není bezchybný a vede k velkým ztrátám informací, proto jsou v některých případech zkoumány celé proteiny bez štěpení pomocí výkonných detektorů s ultravysokým rozlišením („ top-down proteomics “, anglicky top-down ) [22] .
Sada molekulových hmotností peptidů, které byly získány ošetřením proteinu trypsinem, je jedinečná pro každý protein. To je způsobeno především vysokou specifitou trypsinu, který štěpí pouze zbytky lysinu a argininu . Porovnáním získaného obrázku molekulových hmotností peptidů pro studovaný protein s peptidovými mapami proteinů z databází je možné určit, který protein byl studován. Tento přístup se nazývá peptidový otisk [23] . Protože není možné dosáhnout úplné shody mezi experimentální hmotnostní distribucí peptidů a referenčními peptidovými mapami, bylo zavedeno kvantitativní hodnocení ( anglické skóre ) pravděpodobnosti, že experimentální peptidová mapa odpovídá této teoretické. Pro peptidové otisky byly vyvinuty speciální programy, např. MOWSE [24] .
Místo fragmentace trypsinem před umístěním vzorků do hmotnostního spektrometru lze fragmentaci proteinů na fragmenty provést v samotném hmotnostním spektrometru, například srážkou s molekulami inertního plynu . Každý peptid je charakterizován hmotností prekurzorového iontu a sadou hmotností fragmentových iontů. Hmotnosti fragmentů lze měřit a lze z nich obnovit informace o původním proteinu, protože molekulové hmotnosti fragmentů lze nalézt na základě peptidové sekvence. Tento přístup se nazývá tandemová hmotnostní spektrometrie (MS-MS). Stejně jako u peptidového fingerprintingu i v tandemové hmotnostní spektrometrii existuje pravděpodobnostní hodnocení, že peptidová mapa studovaného proteinu odpovídá jedné z teoretických. V roce 2007 byl pro analýzu dat tandemové hmotnostní spektrometrie navržen přístup cíl-návnada . Podstata tohoto přístupu spočívá v tom, že během analýzy dat se k cílovým teoretickým peptidům začal přidávat stejný počet nesmyslných, falešných ( anglicky decoy - a false goal) peptidů . Tento přístup umožňuje vyhodnotit kvalitu analýzy. Pokud analýza jako nejlepší shoda ukazuje shodu experimentálního proteinu se zjevně falešným, pak dává falešně pozitivní výsledek a přístup cíl-návnada umožňuje odhadnout podíl falešně pozitivních výsledků [25] .
Jako alternativa k MALDI může být ionizace peptidů před hmotnostní spektrometrií provedena pomocí metody elektrosprejové ionizace ( ESI ) . Kapalina obsahující zkoumané proteiny se umístí do kónické kapiláry, a když kapiláru opustí, přivede se na ni silné napětí . V důsledku toho se kapalina změní na aerosol, a když se aerosolové částice odpaří v proudu inertního plynu, náboj se může přenést na biomolekuly rozpuštěné v aerosolu , včetně proteinů. Při tomto způsobu ionizace nedochází k ničení biomolekul. Elektrosprejovou ionizaci lze snadno kombinovat s vysoce účinnou kapalinovou chromatografií : tok chromatografické fáze z kolony může být nasměrován přímo do elektrosprejové kapiláry. Hmotnostní spektrometr tedy určí hmotnosti molekul separovaných v analytické koloně. Tato metoda je označována zkratkou LC-MS (z anglického liquid chromatografie - mass spectrometry ) [26] . Identifikace proteinů v komplexním roztoku pomocí kombinace hmotnostní spektrometrie a vysokoúčinné kapalinové chromatografie se nazývá brokovnicová proteomika [27 ] .
Techniky hmotnostní spektrometrie mohou být použity k zacílení požadovaných proteinů, tj. hmotnostní spektrometr může být vyladěn tak, aby viděl pouze požadovaný peptid. K tomuto účelu slouží zařízení s detektorem typu trojitý kvadrupól , tedy tři stejné hmotnostní spektrometry, které si postupně předávají ionty. První hmotnostní spektrometr filtruje požadovaný peptid, ve druhém je fragmentován a třetí registruje 3 až 5 předem vybraných fragmentů. Kvantitativní analýza se provádí na základě intenzity fragmentů. Tato metoda je známá jako monitorování více reakcí (MRM ) nebo monitorování vybraných reakcí ( Monitoring vybraných reakcí , SRM ) [28] .
Jednou z nejpopulárnějších metod pro studium interakcí protein-protein je použití kvasinkového dvouhybridního systému . Za tímto účelem se získají dva kmeny haploidních kvasinek, z nichž jeden je zkoumaný protein (návnada) a druhý je protein, který musí být testován na interakci s prvním (kořist). Haploidní buňky jsou pak fúzovány za vzniku diploidních kvasinkových buněk exprimujících oba proteiny. Pokud proteiny interagují, oba vytvoří transkripční faktor , který spustí expresi reportérového genu . Pokud mezi proteiny nedochází k interakci, pak exprese reportérového genu nezačne. Pomocí tohoto přístupu v kvasinkách S. cerevisiae , screeningem 6000 klonů kořisti proti 6000 klonům návnady, bylo možné identifikovat 691 interakcí protein-protein, z nichž pouze 88 bylo dříve známo [29] . V 21. století se ke studiu interakcí protein-protein používají jiné metody, jako je plasmonová rezonance [30] [31] .
Na základě údajů o interakcích protein-protein je v některých případech možné posoudit funkce proteinu. Je-li například známo, že protein interaguje s několika proteiny ve stejné metabolické dráze , je pravděpodobné, že se na ní také podílí. Mapám proteinových interakcí se říká interagovat . Existují databáze , které uchovávají informace o interakcích proteinů [32] .
Údaje o interakcích protein-protein jsou mimořádně důležité pro biologické sítě a systémovou biologii : používají se například při rekonstrukci signálních kaskád [33] [34] .
Proteinové mikročipy jsou vyvíjeny pro identifikaci specifických proteinů ve vzorku. Analogicky s DNA mikročipy jsou velmi malé kapičky obsahující protilátky aplikovány na pevný substrát. Každá kapka obsahuje značené protilátky proti jednomu specifickému proteinu, který je přidán do čipu jako fluorescenčně značený vzorek. Po promytí je fluorescence detekována pouze u těch kapek, ve kterých protilátky navázaly studovaný protein. Místo protilátek lze použít jiné molekuly, které specificky interagují se specifickými proteiny, například oligonukleotidy [35] . Proteinové mikročipy lze také použít k detekci interakcí protein-protein a stanovení funkcí proteinu. V roce 2000 byly proteinové mikročipy automatizovány. Jsou vysoce citlivé a vyžadují testování velmi malého množství bílkovin, což je činí ekonomickými [36] .
Pomocí hmotnostní spektrometrie a čipů můžete získat informace o proteinových fragmentech, ale ne o celém proteinu. V tomto ohledu byly vytvořeny programy, které z fragmentárních dat hmotnostní spektrometrie a čipů poskytují data o proteinech téměř kompletně sestavených z těchto fragmentů. Tyto programy jsou založeny na konstrukci zarovnání fragmentů se známými proteiny z databází UniProt [37] a PROSITE [38] .
Většina programů, které analyzují proteiny, nebere v úvahu jejich posttranslační modifikace [39] . Stávající nástroje, které určují posttranslační modifikace, jsou pouze prediktivní [40] .
Ke studiu biomarkerových proteinů se aktivně využívají výpočetní metody bioinformatiky . Pomocí počítačových modelů tak bylo možné prokázat intenzivní výměnu bílkovin mezi tělem matky a plodem během těhotenství a analýza vyžadovala pouze neinvazivní odběr krve od matky [41] .
Rozvíjí se proteogenomika , která využívá proteomických metod k potvrzení dat získaných z genomických sekvencí [42] [43] . Existuje také strukturní proteomika, která se zabývá studiem proteinových struktur ve velkém měřítku na základě rentgenové difrakční analýzy a dat NMR spektroskopie [44] .
Nedávné pokroky v kvantitativní proteomice umožňují její použití pro hloubkovou analýzu buněčných systémů [33] [34] . Popis chování biologických systémů v reakci na různé vlivy (působení vnějších faktorů, změny ve fyziologii buňky v důsledku různých fází buněčného cyklu atd.) na úrovni změn ve složení bílkovin umožňuje hlubší pochopení podstatou mnoha biologických procesů. Díky tomu je proteomika spolu s genomikou, transkriptomikou, epigenomikou , metabolomikou a dalšími „-omiky“ zahrnuta do nového vědeckého směru – systémové biologie . The Cancer Proteome Atlas tedy obsahuje kvantitativní údaje o expresi asi 200 proteinů ve více než 4000 analyzovaných vzorcích nádorů , které doplňují The Cancer Genome Atlas , který obsahuje genomická a transkriptomická data pro tyto proteiny [45] .
Pomocí MALDI-TOF lze identifikovat patogeny až po rody a druhy . Neporušené bakteriální buňky jsou aplikovány na kovový terč hmotnostního spektrometru, pokryty matricí, ozářeny laserem a jsou získány specifické profily, které trénovaný algoritmus rozpoznává podle charakteristických hmot [46] .
Zkoumá se možnost využití proteomiky k diagnostice rakoviny pomocí analýzy proteinových biomarkerů a také stanovení stupně malignity nádoru . V tomto směru již bylo dosaženo určitého pokroku. Například ve Spojených státech je povoleno použití testu Xpresys Lung vyvinutý v roce 2015, který využívá cílenou hmotnostní spektrometrii několika proteinů krevní plazmy a hodnotí stupeň malignity nádorových uzlin v plicích [47] .
Nejnovější úspěchy v proteomice - v oblasti hmotnostní spektrometrie, separace organelových proteinů a membránových proteinů - mohou umožnit studium srdečního proteomu a identifikaci modifikovaných proteinů (stejně jako určit povahu jejich modifikace). Údaje o srdečním proteomu pomohou pochopit mechanismy různých kardiovaskulárních onemocnění [48] .
Mnoho léků jsou buď samotné proteiny, nebo působí na specifické proteiny. Proto byla proteomika přijata specialisty zabývajícími se vývojem léků . Většina farmaceutických společností má proteomickou divizi nebo partnerskou společnost specializující se na proteomiku. Proteomické metody se používají k potvrzení platnosti cílů vyvíjených léčiv, stanovení účinnosti biomarkerů, studiu mechanismu účinku léčiva a jeho toxicity . Metody proteomiky se využívají zejména k hledání antimalarických léků , které se vážou na proteiny vázající puriny ve fázi reprodukce plazmodií v erytrocytech a jejich uvolňování do krve [48] .
Srovnání proteomů dvou organismů (ne nutně blízce příbuzných) umožňuje identifikovat jak proteiny společné těmto dvěma organismům, tak proteiny, které způsobují rozdíly v jejich fenotypech . Taková analýza může poskytnout informace užitečné pro pochopení evolučního procesu [49] a někdy nám umožní určit dříve neznámé funkce proteinů. Například pomocí komparativní proteomiky byly identifikovány proteiny hmyzu Nilaparvata lugens , účastnící se procesů spojených s reprodukcí, jejichž exprese se mění v reakci na ošetření insekticidy [50] .
Historie proteomiky sahá až do roku 1950, kdy Edman navrhl metodu pro sekvenování proteinů. V roce 1958 výzkumný tým Fredericka Sangera určil sekvenci aminokyselin inzulínu . V roce 1959 se zrodila metoda imunoanalýzy , která má velký význam pro studium proteinů. V roce 1967 byl vytvořen první automatický sekvenátor, který určuje aminokyselinové sekvence proteinů Edmanovou metodou. V roce 1970 Laemmli navrhl metodu separace proteinů pomocí denaturační elektroforézy na polyakrylamidovém gelu a v roce 1975 byla na jejím základě navržena technika dvourozměrné elektroforézy. V roce 1984 byla vynalezena metoda elektrosprejové ionizace, která umožnila studovat proteiny pomocí hmotnostní spektrometrie bez jejich zničení a v roce 1985 byla navržena ionizační metoda MALDI. V roce 1994 se objevily první peptidové mapy pro hmotnostní spektrometrii. V roce 1996 vymyslel postgraduální student Mark Wilkins termín „proteom“ a následující rok se objevil termín „proteomika“. V roce 1999 se objevily první programy pro predikci fragmentů, jejichž hmotnosti by byly určeny pomocí hmotnostní spektrometrie z proteinové sekvence. V roce 2001 se zrodila brokovnicová proteomika a do roku 2014 bylo pomocí této metody možné identifikovat 20 000 lidských proteinů v jednom vzorku [51] . V současné době dochází nejen k vývoji a zdokonalování proteomických metod, jako jsou různé typy hmotnostní spektrometrie, ale také k novým programům pro interpretaci proteomických dat [52] .