蛋白質組學是從整體的角度分析蛋白質組分的動態(tài)變化，包括表達水平和修飾狀態(tài)，了解蛋白質之間的相互作用和聯(lián)系，揭示蛋白質的功能和細胞生命規(guī)律，研究細胞內所有蛋白質及其行為的學科。蛋白質組學的概念被應用于藥物研究領域，從而發(fā)展了藥物蛋白質組學。該領域包括：發(fā)現(xiàn)所有可能的藥物靶點和這些靶點的所有可能的化合物；藥物作用機制和毒理學研究；藥物篩選。還可以根據(jù)蛋白質譜對患者進行分類，以提供個體化治療并預測藥物療效。目前，藥物蛋白質組學已經滲透到藥物發(fā)現(xiàn)和臨床應用的各個方面。

蛋白質組學加速了藥物發(fā)現(xiàn)過程

藥物發(fā)現(xiàn)過程包括靶點鑒定、靶點驗證、先導物識別、小分子優(yōu)化和臨床前/臨床開發(fā)。

蛋白質組學用于藥物靶點識別

尋找有效藥物和藥物靶點是蛋白質組學最廣泛的應用之一。蛋白質組學可以提供在細胞或組織中豐富的蛋白質表達。通過比較健康和患病組織、細胞或體液之間的蛋白表達譜差異，發(fā)現(xiàn)差異表達的蛋白質，這些蛋白質可能是潛在的生物標志物或藥物靶點。

蛋白質組學用于藥物靶點驗證

僅檢測疾病相關的蛋白質（靶蛋白）不足以開始藥物篩選。驗證這些蛋白質的功能并確定這些蛋白質在疾病發(fā)病機制中的作用，對藥物發(fā)現(xiàn)過程至關重要。蛋白質組學可用于靶標驗證以檢測候選藥物的潛在療效，結合組合化學評估藥物類似物的結構-活性關系，研究蛋白質相互作用，以及探索當?shù)鞍踪|表達過度或抑制時的表型變化。

蛋白質組學用于先導化合物的識別和優(yōu)化

蛋白質組學技術可以提供一種高通量的方法來識別和優(yōu)化合適的先導化合物。例如，蛋白質與蛋白質相互作用鑒定可用于篩選基于體內生理反應（即活性干擾）的先導化合物。功能蛋白質微陣列可被用于體外檢測蛋白質與蛋白質間的相互作用，在存在或不存在蛋白質先導化合物的情況下，快速識別阻礙蛋白質正常結合的分子，通過干擾活細胞內的蛋白質相互作用這些分子會發(fā)生顯著變化。當發(fā)現(xiàn)合適的先導化合物時，同樣的策略也可以用于優(yōu)化先導化合物。在這種情況下，蛋白質相互作用可以用來確定先導化合物化學衍生物的存在，以確定最有可能受到影響的蛋白質。

藥物發(fā)現(xiàn)中的蛋白質組學技術

1. 雙向凝膠電泳

雙向凝膠電泳（2DE）是蛋白質分離的主要手段，是目前研究蛋白質組學最常用的技術之一。它首先通過2D聚丙烯凝膠電泳按等電點和分子量分離蛋白質，然后用軟件分析形成的2D凝膠電泳圖譜。從凝膠上切下所需的蛋白點，并在酶消化后進行質譜分析(MS)。

雙向凝膠電泳仍然存在一定的缺陷。例如，不允許在含有極少量蛋白質、極堿性蛋白質、酸性蛋白質、疏水性蛋白質和分離差的低豐度蛋白質的樣本之間進行定量比較。然而，細胞中可能超過50%的蛋白質是低豐度的。此外，雙向凝膠電泳耗時、勞動力依賴，且重現(xiàn)性不令人滿意。