Il proteoma è l'insieme delle proteine espresse in una cellula , parte di una cellula ( membrane , organelli ) o un gruppo di cellule (organo, organismo, gruppo di organismi) in determinate condizioni e in un dato momento.
Questo termine di origine anglosassone è stato coniato nel 1994 da Mark Wilkins della Macquarie University di Sydney . Nasce dalla contrazione delle proteine e del genoma perché il proteoma sta alle proteine come il genoma sta ai geni . Mentre i geni codificano le istruzioni, le proteine le eseguono per garantire la funzione cellulare.
Il proteoma è di natura dinamica: a differenza del genoma che è più o meno stabile nelle cellule di un organismo , il proteoma varia temporalmente e spazialmente, a seconda delle risposte dell'organismo al suo ambiente o agli stimoli interni ( ormonali e cronobiologici per esempio), o in risposta a determinati inquinanti ( metalli pesanti per esempio)
La dimensione e la complessità del proteoma è maggiore di quella del genoma perché un gene può codificare diverse proteine. Ciò è dovuto a cambiamenti nella maturazione degli mRNA (molecole intermedie traslazionali, tra il genoma e il proteoma), ma anche a modificazioni post-traduzionali di proteine come fosforilazioni e glicosilazioni .
Lo studio del proteoma, la proteomica , consente una migliore comprensione del funzionamento cellulare dall'espressione delle proteine in un contesto globale. Questi studi si basano spesso sull'utilizzo di spettrometri di massa che permettono di conoscere tutte le proteine presenti in un dato momento in un campione.
Perdigão ei suoi colleghi si sono interrogati sul proteoma "nero", che determina le regioni di proteine mai osservate mediante determinazione della struttura sperimentale e inaccessibili alla modellazione per omologia. Per 546.000 proteine Swiss-Prot, hanno scoperto che il 44-54% del proteoma negli eucarioti e nei virus era "nero", rispetto a solo il 14% negli archaea e nei batteri . Sorprendentemente, la maggior parte del proteoma "nero" non poteva essere determinata da spiegazioni convenzionali, come le regioni transmembrana o il disturbo intrinseco. Quasi la metà del proteoma "nero" è caratterizzata da proteine "nere", in cui la sequenza completa non assomigliava a nessuna struttura nota. Le proteine "scure" hanno un'ampia varietà di funzioni, ma un sottoinsieme ha rivelato caratteristiche diverse e inaspettate, come associazione con secrezione, tessuti specifici, reticolo endoplasmatico, legame disolfuro e scissione proteolitica.