細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物在我們的星球上無處不在，它們廣泛分布在土壤、水、人體等環(huán)境中。微生物及其活動對生物地球化學(xué)循環(huán)和所有生物系統(tǒng)都具有重要意義。在微生物的研究中有許多出色的成果：1. 地球化學(xué)循環(huán)研究；2. 幫助臨床醫(yī)生確定某種疾病或疾病發(fā)展的階段；3. 確定可用于抗微生物藥物開發(fā)的毒力因子；4. 使研究人員能夠評估土壤、水和其他環(huán)境的污染狀況；5. 幫助研究人員增加牲畜和作物產(chǎn)量。

微生物研究中的蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)最初被定義為一種功能基因組學(xué)方法，它可以研究生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)表達(dá)模式，并構(gòu)建生物體在一定條件下所表達(dá)的所有蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)圖譜。目前，它不僅用于獲取蛋白質(zhì)，提供微生物群落中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性的重要信息，還通過定量蛋白質(zhì)組學(xué)用于比較兩種不同生態(tài)系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)含量，或者補(bǔ)充或糾正基因組數(shù)據(jù)。此外，蛋白質(zhì)組學(xué)方法相比于基因組學(xué)有許多優(yōu)勢：由于蛋白質(zhì)比RNAs（尤其是那些來自原核生物的）更穩(wěn)定，蛋白質(zhì)組的含量應(yīng)該更少受到提取過程的影響，可以更好地了解在原位表達(dá)的生物功能。

環(huán)境蛋白質(zhì)組學(xué)：通過蛋白質(zhì)分類、比較和半定量蛋白質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)定位分析、翻譯后修飾的發(fā)現(xiàn)來研究不同環(huán)境（如土壤、海洋和淡水、沉積物等）中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能。

臨床蛋白質(zhì)組學(xué)：可以識別與微生物活性相關(guān)的蛋白質(zhì)，有助于發(fā)現(xiàn)細(xì)菌感染和抗菌治療過程中的微生物生理變化和宿主-病原體相互作用，并為臨床管理提供診斷和治療支持。

藥物蛋白質(zhì)組學(xué)：可用于靶點(diǎn)識別和驗(yàn)證，從容易獲得的生物體液中識別療效和毒性生物標(biāo)志物，研究藥物作用或毒性機(jī)制，識別主要影響藥物開發(fā)過程的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。

作物蛋白質(zhì)組學(xué)：通常使用多種方法進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，包括蛋白質(zhì)/肽分離和鑒定，但也可以提供翻譯后修飾的定量和表征，以研究作物與微生物的相互作用，從而提高作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)可持續(xù)性。

蛋白質(zhì)組學(xué)如何在微生物研究中發(fā)揮作用？

研究復(fù)雜微生物群落中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分布和相互作用的蛋白質(zhì)組學(xué)流程如下：

1. 樣品采集和蛋白質(zhì)提?。嚎刹杉煌h(huán)境中的微生物樣品，在處理不同種類的樣品時(shí)開發(fā)特定的樣品采集和蛋白質(zhì)提取方法。

2. 蛋白質(zhì)分離：蛋白質(zhì)可以在鑒定前分離，以便分離非常復(fù)雜的蛋白質(zhì)混合物并分別分析每個(gè)蛋白質(zhì)部分。分離方法有SDS-PAGE、2D-PAGE、LC和CE。靶蛋白被胰蛋白酶或其他酶消化成肽段。

3. 蛋白質(zhì)定量：蛋白質(zhì)的鑒定和定量有不同的方法，包括相對定量法和絕對定量法。

4. 生物信息學(xué)分析：包括蛋白質(zhì)質(zhì)量評價(jià)、蛋白質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析、蛋白水平功能注釋和網(wǎng)絡(luò)分析等。

蛋白質(zhì)定量方法，隨著技術(shù)革命，微生物蛋白質(zhì)組學(xué)目前已經(jīng)發(fā)展出一系列分析方法，特別是在蛋白質(zhì)定量方面。蛋白質(zhì)定量包括相對定量和絕對定量：

相對定量：相對定量的方法包括基于標(biāo)記的相對定量方法和無標(biāo)記的相對定量方法：

基于標(biāo)記的相對定量方法：通常用于比較兩個(gè)樣品中蛋白質(zhì)的相對水平，依賴于將化學(xué)或代謝標(biāo)簽摻入到蛋白質(zhì)或肽中，包括iTRAQ、TMT、ICAT和SILAC等方法。