プロテオーム：生物が発現する全タンパク質の集合

特徴と複雑さ

プロテオームには、遺伝子にコードされた一次アミノ酸配列だけでなく、選択的スプライシング、翻訳後修飾（リン酸化、糖鎖付加、アセチル化など）、およびタンパク質分解による加工で生じる複数の形態が含まれる。こうした個々の分子変異体はしばしばプロテオフォームと呼ばれ、遺伝子数をはるかに超える機能的多様性を生み出す。

歴史と用語

「proteome（プロテオーム）」という語は、protein と genome を組み合わせた造語で、生物の完全なタンパク質補集合という概念を表すために1990年代に提案された。1994年にニューサウスウェールズ大学のMarc Wilkinsが提唱したとされ、この名称は後にプロテオミクスと呼ばれる研究分野の成立にもつながった。プロテオームは、生物、組織、細胞型、あるいは細胞内区画ごとに定義される。

方法と応用

現代のプロテオミクスでは、質量分析、二次元ゲル電気泳動、親和性ベースの手法などを用いて、タンパク質とその修飾を同定・定量・特徴づけする。主な応用には、バイオマーカーの探索、シグナル伝達経路のマッピング、病気の機構解明、創薬標的の特定がある。

• 質量分析によるタンパク質の同定と定量
• 翻訳後修飾の解析
• 健常組織と病変組織の比較研究

区別と特筆事項

大部分が一定であるゲノムと異なり、プロテオームは動的で文脈依存的である。さまざまな国内外のプロテオーム・プロジェクトのような大規模な取り組みは、モデル生物やヒトにおけるタンパク質発現および修飾パターンの記録を目指している。プロテオーム研究は、遺伝情報がどのように機能分子として実現され、タンパク質ネットワークが細胞行動をどのように制御するかを明らかにし続けている。

関連概念や研究者についてさらに読む場合は、タンパク質、ゲノム、ニューサウスウェールズ大学、そしてMarc Wilkinsのような基礎的貢献者に関する資料を参照するとよい。