蛋白基因組學(Proteogenomics)利用蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)，尤其是高精度的串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù), 結(jié)合基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對基因組進行注釋。蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)不僅可以對已注釋的基因進行驗證和校正，進而發(fā)現(xiàn)新基因，實現(xiàn)對基因組序列的重新注釋，還能系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)*的翻譯后事件(如翻譯后修飾和信號肽等)。隨著基于串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的蛋白質(zhì)組學的快速發(fā)展，蛋白基因組學已成為功能基因組學研究*的重要工具。
生物研究對模式藍藻Synechococcus sp. PCC 7002的蛋白基因組學進行了系統(tǒng)研究。藍藻也稱藍細菌, 是一類產(chǎn)氧的光合自養(yǎng)生物，分布廣泛, 對整個生物圈意義重大。是目前研究光合作用的模式生物之一。
研究綜合采用了的基于蛋白和肽段的分離技術(shù)以及高分辨質(zhì)譜分析技術(shù),通過深入的生物信息學分析,鑒定了超過92%的預測的編碼基因, 校正了38個預測的編碼基因并且發(fā)現(xiàn)了118個新基因。尤為重要的是，利用蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了蛋白質(zhì)翻譯后修飾的系統(tǒng)全局發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模鑒定了23種不同的翻譯后修飾,其中絕大多數(shù)修飾是在藍藻中發(fā)現(xiàn)。
進一步研究發(fā)現(xiàn),參與藍藻光合作用的大多數(shù)蛋白具有復雜的翻譯后修飾系統(tǒng),在不同的生長和處理條件下會發(fā)生動態(tài)變化,提示這些翻譯后修飾在光合作用系統(tǒng)中起著重要的調(diào)控作用。
以上研究結(jié)果為藍藻基因組的深入解讀及其功能分析奠定了基礎(chǔ)，也為深入研究藍藻光合作用的分子機制提供了新的研究方向和研究思路。在以上工作的基礎(chǔ)上，該研究建立了完整的蛋白質(zhì)基因組學研究和分析流程,可適用于各種已經(jīng)測序的原核生物, 并成為其中一項標準的注釋流程，成為解讀基因組及其功能分析的重要工具。
