蛋白质是复杂的有机物，其主要的元素组成为碳，氢、氧、氮、硫。有的还含有磷或金属元素(如铁、铜、锌、钼等)。各种蛋白质的含氮量一般在16％左右，因此通过分析样品中的含氮量可以测定蛋白质的含量。通常，蛋白质从组成上可分为简单蛋白质和复合蛋白质两类。简单蛋白质的基本组成单位是氨基酸，复合蛋白质除基本组成单位氨基酸外，还结合有其他组分，如核酸、糖类、脂类、磷酸、色素和金属离子等，它们一般都是与氨基酸的侧链基团以共价键或配位键相结合。一种有功能的蛋白质分子，其特定空间结构的形式实际上是氨基酸单位上各种基团相互作用的结果，因此，学习蛋白质化学，首先要了解氨基酸的性质。蛋白质在履行各自功能的过程中，必然对其作用对象有特异性的识别能力。例如，酶与底物间、受体与激素间、抗体与抗原间、调节蛋白与DNA间都具有典型的分子识别反应。分子识别从化学本质上来看，除了双方在识别部位间有比较强的作用力之外，两者在空间构象上也必须契合，这样才有利于相互的接近。这种对结构上的严格要求，不仅体现于肽链的本身，还往往与肽链上存在的糖基密切相关，使结构与功能的关系十分复杂。
在本节中，我们将以抗体抗原反应为例，从分子水平上来阐明识别的本质。同时，以受体与激素等物质的作用为例，更多地阐述这种识别过程极其重要的生物学意义。
第一节 组成蛋白质的氨基酸(Aid。)丑一(厶G。)H20竺3X10”erg，m01—’27．2kCal，mol叫按AG。二2．303RT·pKa公式计算，该值相当于pKa值有5．3的变化，和实验值相当接近。
对氦基来说，在水中时，其充电自由能的变化为：
‘AG。，H20=—N~2厂乙1一亡)b：为质子半径，b：为NH；半径。氨基在溶剂A及水中充电自由能的变化为：
(厶G。)+—(AG。)H20：—N~2—(—)1厂—击)(飞1——飞1)因bI比b2小，在低介电常数溶剂中，pKa值也应有所增加，不过增加十分有限。实际上有时还会略有降低。
事实上，解离基附近的离子强度对其pKa也有影响。在离子强度为／的溶剂中，在半径为b的小球上充以ze电荷时，充电自由能的大小为：
G。=—NZ2ez—(去—了主面)
k二√、编号N矿；其中，口为小球半径和离子氛半径之和，即最接近极限距离，通常设定d二b+2．5且。k为Boltzman常数。
以羧基解离为例，在离子强度J的溶剂中，其自由能的变化为：
‘AG。，，-；Ne2—(飞1——i；K面)+；Ne2—(飞1厂—志)与另一离子强度J+溶剂中自由能的变化相比，其差值为：
‘AG。，，’—‘AG。，，：；Ne2·(志—…i：品云+志—了品石)很清楚，如果J+>／，(AG。)，’一(AG。)，成为负值，也就是说，随着离子强度增加，pKa值减小。
另外，解离基团的附近如果有电荷存在，也会影响其pKa值。最简单可以以甘氨酸和丙酸为例，两者电子排布构造相同，但甘氨酸PKa为2．35，而丙酸pKa为4．8l前者羧基解离强于后者300倍，就是由于附近NH亨对质子斥力所引起的。蛋白质分子上存在着很多电荷基团，相互必然有复杂的影响。解离基团如果和其他基团形成氢键结合， pKa值也会有变化。当酸式的酸形成氢键时，质子的释放受到抑制，pKa增加。共轭碱式的酸作为氢键的受体时，其接受质子的能力降低，pKa值下减。 用有机溶剂沉淀蛋白质，分辨力比盐析方法高，使用恰当时提纯效果好。有机溶剂法也广泛用蛋白质制剂的生产上。
1． 基本原：理 ； ；
在等电点附近，蛋白质分子主要以偶极离子形式存在。这时如果添加有机溶剂，由于有机溶剂有较低的介电常数，它使溶液介电常数减小，增强了偶极离子伺静电引力，从而使分子集合而沉淀出来。带电质点之间的作用力，根据库仑定律，·分别与电荷前乘积成正比，与距离平方成反比，还与介电常数成反比：
口一 9lQ2
‘—— Era ·F表示2个带电质点之间的相互作用力，同种电荷为斥力，异种电荷为吸力。9真Q。表示2个带电质点的电荷量。r表示2个带电质点之间的距离。f表示介电常数。并且规定以真空为介质时的介电常数为1。常用有机溶剂的介电常数如下，
溶 剂 介电常数 甘氨酸溶液(2．5M) 137 ， ；另一方面，有机溶剂本身的水合作用会破坏蛋白质表面的水合层，也促使蛋白质分子变得不稳定而聚集析出。
在低介电常数的环境中，蛋白质分子上基团间的作用力会受到影响，超过限度吼有使蛋白质变性之虞。因此，有机溶剂沉淀法一般都须控制在低温条件下进行。Cohn等曾用添加甘氨酸的办法，调节榕浓中的介电常数不致过低，创造合适的分离条件。蛋白质本身是多价离子，对溶液介电常数有相当贡献。当蛋白质浓度太低时，如添加有机溶剂过度会产生变性现象，这时加入甘氨酸等物质，可以避免蛋白质变性。
2．影响沉淀的因素 ：
(t)pH值 用有机溶剂沉淀蛋白质时，如果溶液的pH处在等电点条件下，蛋白质的溶解度最低。因此，按各蛋白质的等电点来调节pH值，有利于它们的分离。
(2)蛋白质浓度 蛋白质浓度越高，加入一定量有机溶剂后，蛋白质析出越多。另外，蛋白质浓度高时，溶液的介电常数也相应提高，可以减少蛋白质的变性。不过，如蛋白质浓度过高，由于蛋白质分子间作用引起的共沉淀现象也显著增强，这样分离效果变差，：不利于分级沉淀。因此，只有选择恰当的蛋白质浓度才有可能获得良好的分离效果。
(3)离子强度； 中性盐的加入能促使蛋白质在有机溶剂中溶解，并且能防止蛋白质的变性。但含盐过多，却会使蛋白质过度析出，不利于分级沉淀。一般采用0．05M卧下的!稀盐溶液。 ．
