Le fonctionnement de ces systèmes, qui permettraient idéalement d'identifier en parallèle plusieurs protéines au sein d'un mélange, est fondé sur la réaction antigène-anticorps entre les protéines à identifier et des anticorps spécifiques fixés à la surface de la puce.
 
 
Le système double hybride
 
Une autre stratégie de la protéomique vise à établir des cartes d'interactions protéiques de manière à reconstituer des voies métaboliques. De telles cartes permettent de guider sur le rôle d'une protéine totalement inconnue, pour peu qu'elle interagisse avec une autre dont on connaît la fonction. Pour cela, des plates-formes technologiques se sont développées en se fondant sur la technique du double hybride.
 
L'analyse bioinformatique des homologies de séquences protéiques avec d'autres protéines avec lesquelles on sait qu'elles interagissent permet d'établir une liste des interactions susceptibles de se produire. Pour vérifier et valider in vivo cette interaction, on utilise la méthode du double hybride. Celle-ci consiste à étudier, dans un organisme (notamment une bactérie), la capacité d'une protéine connue (la cible) à interagir avec une protéine inconnue (la proie) in vivo. Dans ce système, l'interaction est détectée par la formation d'un complexe moléculaire qui active l'expression d'un gène rapporteur.
 
Un tel système permet de définir de nouvelles cibles thérapeutiques. La peptide "proie", qui s'exprime dans la bactérie, entre en compétition avec la protéine endogène qui lui correspond, sans pouvoir remplir la fonction de cette dernière : on peut ainsi montrer quel effet provoquerait l'inhibition de l'interaction sur la bactérie. Il reste alors à mettre au point des molécules capables de moduler cette interaction.