蛋白質(zhì)組學(xué)的zui終目標不僅僅是將健康和疾病狀態(tài)下細胞表達的蛋白質(zhì)分類。zui終目標是闡明細胞生命賴以進行的代謝、信號傳導(dǎo)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的組織和動力學(xué)。另外，蛋白質(zhì)組學(xué)還尋求理解這些網(wǎng)絡(luò)如何在疾病中失去功能以及如何通過干預(yù)諸如藥物和基因操作操縱它們的功能。

然而，大多數(shù)蛋白質(zhì)組研究都指向具體生理狀態(tài)下蛋白質(zhì)表達和功能等更近期的目標。這里，兩個對立但是互補的策略已經(jīng)出現(xiàn)了。一個是“表達”或者“定量調(diào)節(jié)”蛋白質(zhì)組學(xué)，用來監(jiān)控一個細胞或組織里大數(shù)量蛋白質(zhì)的表達以及定量觀察在不同環(huán)境下，諸如藥物的存在或者在疾病組織里表達方式是如何改變的。這使得它可能識別疾病特異性蛋白質(zhì)、藥物靶標和藥物毒性與效力的標記物，以及通過識別表達進行協(xié)調(diào)改變的蛋白質(zhì)。這是目前zui廣泛應(yīng)用和有效的蛋白質(zhì)組學(xué)模型，現(xiàn)在還主要依賴于雙向電泳(2DE)。

蛋白質(zhì)組學(xué)中MS的使用在功能和多樣性方面已經(jīng)有了一些顯著改進而且繼續(xù)演進。一些研究組已經(jīng)引入了新的蛋白質(zhì)標記方法學(xué)改進了MS的功能和敏感性。Aebersold和合作者已經(jīng)發(fā)展了一個用同位素編碼的親和標簽(ICAT)標記肽的方法，它不僅支持復(fù)雜肽混合物的增強分析，也允許在蛋白質(zhì)表達水平對差異進行的定量，這是MS為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)組學(xué)以前所沒有的功能。MS與一個軟件工具FindMod的配對也增強了該方法識別轉(zhuǎn)錄后的修飾能力。定性蛋白質(zhì)復(fù)合體的技術(shù)也被引進，包括基于液相色譜/串聯(lián)MS的系統(tǒng)以及發(fā)展一個新的串聯(lián)親和純化(TAP)標簽以從細胞樣品中快速純化復(fù)合物。其它樣品處理方法的進展近來允許對分泌囊中的肽用MS直接進行分析，并可望用同樣的技術(shù)對其它細胞器進行分析。

蛋白質(zhì)組學(xué)是植物生物學(xué)和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的新興領(lǐng)域。植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究包括定性個體和系的鑒定、評估群體內(nèi)部和之間的遺傳多變性。