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一个典型的真核细胞可以包含数以千计的不同蛋白质，一些含量十分丰富，一些仅含有几个拷贝。为了研究某一个蛋白质，必须首先将该蛋白质从其他蛋白质和非蛋白质分子中纯化出来。

枯草芽孢杆菌蛋白表达系统，拥有适用于分泌表达及胞内表达的菌株以及对应的多种表达载体，可以满足不同表达需求。孢杆菌分泌的真核来源的重组蛋白具有天然构象和生物活性，避免形成包涵体；表达周期短，蛋白产率高。

重组蛋白纯化主要方法有三种：亲和层析：在生物分子中有些分子的特定结构部位能够同其他分子相互识别并结合，这种结合既是特异的，又是可逆的， 亲和层析就是根据这样的原理设计的蛋白质分离纯化方法。利用不同的层析柱，采用亲和层析的原理

细胞内蛋白质组丰度的动态变化对各种生命过程有重要影响。例如在许多疾病的发生和发展进程中，常常伴随着某些蛋白质的表达异常。

蛋白质是生命的物质基础，对蛋白的研究往往是在大规模水平上研究蛋白质的特征，从蛋白质的表达水平、翻译后修饰及蛋白间互做的方面进行分析，也称为蛋白组学分析。

基因的产物——蛋白质，反应了生命活动正在发生的事情。蛋白质组成及含量变化的研究愈演愈烈。在蛋白质组学研究中，一方面，WB、ELISA这些依赖于抗体的检测方法，对抗体质量要求极高。另一方面，基因水平的表达与蛋白含量的变化相关性较差。

大肠杆菌是第一个用于重组蛋白生产的宿主菌，它不仅具有遗传背景清晰，培养操作简单，转化和转导效率高，生长繁殖快，成本低廉，可快速大规模生产目的蛋白的优点，而且其表达外源基因产物的水平远远高于其他基因表达系统，表达的目的蛋白量甚至能超过细菌中蛋白量的30%，因此大肠杆菌是目前应用最广泛的蛋白质表达系统。

信号通路，又加信号转导通路（signal transduction pathway）：在细胞中，各种信号转导分子相互识别、相互作用，将信号进行转换和传递，构成信号转导通路。当外界环境变化时，单细胞生物可以直接做出反应，多细胞生物则通过复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。

一些微生物被广泛应用于工业发酵，生产乙醇、食品及各种酶制剂等。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，可以将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。

蛋白的酵母双杂交实验是以酵母的遗传分析为基础，研究蛋白间相互作用的一种有效技术手段。转录活化蛋白可以和DNA 上特异的序列结合而启动相应基因的转录反应。

酵母单杂交体系自1993年由Wang和Reed创立以来，在生物学研究领域中已经显示出巨大的威力。应用酵母单杂交体系已经验证了许多已知的DNA与蛋白质之间的相互作用，同时发现了新的DNA与蛋白质的相互作用，并由此找到了多种新的转录因子。

定点突变（Site-directed mutagenesis）是通过PCR等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（包括碱基的添加，缺失，以及碱基的替换）来改造基因。