蛋白质组学就是研究某个机体表达的全套蛋白质或一个体系内所有蛋白质的科学，旨在对蛋白质进行全面综合分析以揭示生命活动的规律和分子机制。根据不同的研究目的，可以将蛋白组学分为表达蛋白质组学、功能蛋白质组学和结构蛋白质组学三大分支。
表达蛋白质组学是观察某种细胞或组织中蛋白质的整体表达，分析不同状态条件下蛋白质表达量变化的科学。表达蛋白质组学侧重于用图谱的方式显示、衡量和分析蛋白质表达的整体变化，如分析生物体在不同发育时期、不同环境、疾病或药物处理下细胞或组织中蛋白质的整体变化。
功能蛋白质组学是通过分析蛋白间的相互作用、蛋白质的三维结构、蛋白质细胞定位以及翻译后修饰来研究蛋白质在细胞或组织中的生理功能的科学。功能蛋白质组学侧重于从全局的角度鉴定和分类蛋白质的功能、活性和互作，如分析不同组织全部蛋白质的功能，构建它们之间的进化信息；在分子水平了解发生在细胞内的蛋白质互作网络，预测突变或干扰下细胞或组织得形态变化等。
结构蛋白质组学就是在活性构象下研究单一蛋白质或蛋白复合体（如蛋白质-药物复合体）的三维构象（如二级、三级及四级结构）的科学，旨在对蛋白的三维结构与生物学功能之间的关系进行表征。
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