蛋白質是復雜的有機物，其主要的元素組成為碳，氫、氧、氮、硫。有的還含有磷或金屬元素(如鐵、銅、鋅、鉬等)。各種蛋白質的含氮量一般在16％左右，因此通過分析樣品中的含氮量可以測定蛋白質的含量。通常，蛋白質從組成上可分為簡單蛋白質和復合蛋白質兩類。簡單蛋白質的基本組成單位是氨基酸，復合蛋白質除基本組成單位氨基酸外，還結合有其他組分，如核酸、糖類、脂類、磷酸、色素和金屬離子等，它們一般都是與氨基酸的側鏈基團以共價鍵或配位鍵相結合。一種有功能的蛋白質分子，其特定空間結構的形式實際上是氨基酸單位上各種基團相互作用的結果，因此，學習蛋白質化學，首先要了解氨基酸的性質。蛋白質在履行各自功能的過程中，必然對其作用對象有特異性的識別能力。例如，酶與底物間、受體與激素間、抗體與抗原間、調節蛋白與DNA間都具有典型的分子識別反應。分子識別從化學本質上來看，除了雙方在識別部位間有比較強的作用力之外，兩者在空間構象上也必須契合，這樣才有利于相互的接近。這種對結構上的嚴格要求，不僅體現于肽鏈的本身，還往往與肽鏈上存在的糖基密切相關，使結構與功能的關系十分復雜。
    在本節中，我們將以抗體抗原反應為例，從分子水平上來闡明識別的本質。同時，以受體與激素等物質的作用為例，更多地闡述這種識別過程極其重要的生物學意義。
    第一節  組成蛋白質的氨基酸(Aid。)丑一(厶G。)H20竺3X10”erg，m01—’27．2kCal，mol叫按AG。二2．303RT·pKa公式計算，該值相當于pKa值有5．3的變化，和實驗值相當接近。
    對氦基來說，在水中時，其充電自由能的變化為：
    ‘AG。，H20=—N~2廠乙1一亡)b：為質子半徑，b：為NH；半徑。氨基在溶劑A及水中充電自由能的變化為：
    (厶G。)+—(AG。)H20：—N~2—(—)1廠—擊)(飛1——飛1)因bI比b2小，在低介電常數溶劑中，pKa值也應有所增加，不過增加十分有限。實際上有時還會略有降低。
    事實上，解離基附近的離子強度對其pKa也有影響。在離子強度為／的溶劑中，在半徑為b的小球上充以ze電荷時，充電自由能的大小為：
    G。=—NZ2ez—(去—了主面)
    k二√、編號N礦；其中，口為小球半徑和離子氛半徑之和，即最接近極限距離，通常設定d二b+2．5且。k為Boltzman常數。
    以羧基解離為例，在離子強度J的溶劑中，其自由能的變化為：
    ‘AG。，，-；Ne2—(飛1——i；K面)+；Ne2—(飛1廠—志)與另一離子強度J+溶劑中自由能的變化相比，其差值為：
    ‘AG。，，’—‘AG。，，：；Ne2·(志—…i：品云+志—了品石)很清楚，如果J+>／，(AG。)，’一(AG。)，成為負值，也就是說，隨著離子強度增加，pKa值減小。
    另外，解離基團的附近如果有電荷存在，也會影響其pKa值。最簡單可以以甘氨酸和丙酸為例，兩者電子排布構造相同，但甘氨酸PKa為2．35，而丙酸pKa為4．8l前者羧基解離強于后者300倍，就是由于附近NH亨對質子斥力所引起的。蛋白質分子上存在著很多電荷基團，相互必然有復雜的影響。解離基團如果和其他基團形成氫鍵結合，  pKa值也會有變化。當酸式的酸形成氫鍵時，質子的釋放受到抑制，pKa增加。共軛堿式的酸作為氫鍵的受體時，其接受質子的能力降低，pKa值下減。 用有機溶劑沉淀蛋白質，分辨力比鹽析方法高，使用恰當時提純效果好。有機溶劑法也廣泛用蛋白質制劑的生產上。
    1．  基本原：理    ；    ；
    在等電點附近，蛋白質分子主要以偶極離子形式存在。這時如果添加有機溶劑，由于有機溶劑有較低的介電常數，它使溶液介電常數減小，增強了偶極離子伺靜電引力，從而使分子集合而沉淀出來。帶電質點之間的作用力，根據庫侖定律，·分別與電荷前乘積成正比，與距離平方成反比，還與介電常數成反比：
    口一  9lQ2
    ‘——    Era    ·F表示2個帶電質點之間的相互作用力，同種電荷為斥力，異種電荷為吸力。9真Q。表示2個帶電質點的電荷量。r表示2個帶電質點之間的距離。f表示介電常數。并且規定以真空為介質時的介電常數為1。常用有機溶劑的介電常數如下，
    溶  劑    介電常數    甘氨酸溶液(2．5M)    137    ，    ；另一方面，有機溶劑本身的水合作用會破壞蛋白質表面的水合層，也促使蛋白質分子變得不穩定而聚集析出。
    在低介電常數的環境中，蛋白質分子上基團間的作用力會受到影響，超過限度吼有使蛋白質變性之虞。因此，有機溶劑沉淀法一般都須控制在低溫條件下進行。Cohn等曾用添加甘氨酸的辦法，調節榕濃中的介電常數不致過低，創造合適的分離條件。蛋白質本身是多價離子，對溶液介電常數有相當貢獻。當蛋白質濃度太低時，如添加有機溶劑過度會產生變性現象，這時加入甘氨酸等物質，可以避免蛋白質變性。
    2．影響沉淀的因素    ：
    (t)pH值  用有機溶劑沉淀蛋白質時，如果溶液的pH處在等電點條件下，蛋白質的溶解度最低。因此，按各蛋白質的等電點來調節pH值，有利于它們的分離。
    (2)蛋白質濃度  蛋白質濃度越高，加入一定量有機溶劑后，蛋白質析出越多。另外，蛋白質濃度高時，溶液的介電常數也相應提高，可以減少蛋白質的變性。不過，如蛋白質濃度過高，由于蛋白質分子間作用引起的共沉淀現象也顯著增強，這樣分離效果變差，：不利于分級沉淀。因此，只有選擇恰當的蛋白質濃度才有可能獲得良好的分離效果。
    (3)離子強度；  中性鹽的加入能促使蛋白質在有機溶劑中溶解，并且能防止蛋白質的變性。但含鹽過多，卻會使蛋白質過度析出，不利于分級沉淀。一般采用0．05M臥下的!稀鹽溶液。    ．