蛋白質體學（proteomics）
/ PROH-tee-OH-miks /
如果說基因組是細胞全部食譜的清單，那麼蛋白質就是任一時刻正在烹製的實際菜餚——而細胞真正靠以運轉的正是它們。基因組告訴你什麼能被做出來；它並不告訴你此刻正在做什麼、做了多少、又經過了怎樣的修飾。蛋白質體學是對某一時刻一個細胞、組織或樣品中所有蛋白質的大規模研究——也就是蛋白質體（proteome）。
由於沒有哪台機器能像定序儀讀 DNA 那樣逐個字母地「讀」蛋白質，蛋白質體學便依賴質譜（mass spectrometry）。其思路用平白的步驟說就是：取一團蛋白混合物，用一種酶把它們切成短肽，再用質譜儀以極高的精度稱量這些肽；然後把每條肽進一步打斷、稱量碎片。由於每種胺基酸都有已知的質量，這一組質量的圖樣就像一枚指紋，軟體用基因組預測出的蛋白作為查找表，把它匹配回它所來自的蛋白。比較樣品間的信號強度，就能估計每種蛋白存在多少。
蛋白質體學之所以重要，是因為幹大部分活的是蛋白而非基因，而且蛋白的水平往往與它的 RNA 對不上——一個基因可以被大量轉錄卻只產出很少的蛋白，反之亦然。關鍵在於，它捕捉到基因組和轉錄組都捕捉不到的東西：哪些蛋白帶有像磷酸化這樣的化學修飾、哪些蛋白與哪些夥伴結合、以及這一切在疾病中如何改變。誠實的局限是技術性的：質譜看到豐度高的蛋白遠比看到稀有蛋白容易，鑑定是帶概率的匹配而非確定結論，而且蛋白質體並不是一份固定的清單，而是一個分分鐘都在變的移動靶。
為了弄清細胞受到壓力時有什麼變化，一項蛋白質體學研究把受壓細胞和正常細胞的蛋白消化成肽，用質譜稱量它們，並報告說一種應激反應蛋白的豐度高了三倍、且新發生了磷酸化。
質譜透過稱量肽段來鑑定並定量那些實際存在的蛋白質。
蛋白質的水平常常與 RNA 的水平對不上，所以轉錄組不能可靠地代替蛋白質體。質譜對豐度高的蛋白的檢測也遠比對稀有蛋白容易。