盐析盐溶的原理

　　从表面的现象看来，『盐溶』是加盐使蛋白质融入水中，『盐析』是加盐使蛋白质沉淀出来。两者所加的盐类不同，其作用机制也毫无关系。但这两者是最简单的蛋白质分离方法，不但经济而且方便，可以应用在很多实验。

　　与盐溶刚好相反，在蛋白质溶液中加入硫酸铵，会使得蛋白质的溶解度下降，因而沉淀出来。因为硫酸铵所解离的离子容很大，所带的电子数也多(NH4+ , SO4 2 -)，因此当其溶入水中时，会吸引大量水分子与这些离子水合。 　　蛋白质分子表面多少有一些较不具极性的区域，水分子会在这些非极性区的表面聚集，形成类似『水笼』的构造，以便把蛋白质溶入水中。一旦蛋白质溶液加入硫酸铵，后者吸引了大量水分子，使水笼无法有效隔离蛋白质的非极性区，造成这些非极性区之间的吸引，因而沉淀下来。 因此，分子表面上若有越多的非极性区域，就越容易用硫酸铵沉淀下来。

　　若非极性物质硬是要溶入水溶液中，则水分子会在这些非极性物质的表面，形成一层比较不活动的隔离层，把非极性物质隔离起来，称为clathrate (水笼)。通常水分子之间，也会以氢键互相连结，这些氢键会不断断裂，然后又很快形成。而水笼的水分子之间所形成的氢键，则较为固定，无法自由去除或生成。

　　每个蛋白质分子表面所裸露出来的氨基酸机团，会影响到整个蛋白质的性质，也会决定我们如何去纯化此一蛋白质。通常，其表面上有极性区域，也有非极性区域；而极性区域又可能带有正或负电荷，通常这些带电性基团，对蛋白质的活性都有很大的重要性。

　　质子proton是宇宙中的奇妙粒子，这是一颗光溜溜的带正电粒子；当氢丢掉一个电子后，即可得到质子，因此写作H+。质子可以随时附着到一个带有电子密度的基团(如氨基)，使该基团多带了一个正电(-NH3+)。质子也很容易由某一个基团脱出(如羧基)，而使该基团成为带负电(-COO-)。

　　在水环境中，质子数量的多寡就是酸碱度的指标(pH)，会影响分子上各种基团的带电性质。而巨分子上这些电荷性质的变化，就是生物化学里许多反应机制的根本肇因。

　　通常一个蛋白质分子上都会带有电荷，有正电荷、也有副电荷，这些正、负电荷的净值，即为此蛋白质所带的净电荷；蛋白质的净电荷可能为正、也可能为负，在某pH下蛋白质的净电荷可能为零，则此pH称为此蛋白质的『等电点』(isoelectric point, pI)，一个蛋白质的pI通常不会改变。

　　当环境的pH大于某蛋白质的的pI (如上图某蛋白质的pI = 6，环境pH = 9)，则此蛋白质的净电荷为负；反之则为正值。另外，环境的pH离其pI越远，则其所带的净电荷数目将会越大；越接近pI时，所带净电荷变小，最后在其pI处净电荷为零。因此，蛋白质溶液的pH要很小心选择，以便使该蛋白质带有我们所需要的净电荷，或者不带有净电荷。 蛋白质的带电性质决定于其环境的酸碱度，当环境的pH = 6时，则某pI = 5的蛋白质将会带负电，因为环境的pH高于其pI。这几乎是蛋白质最重要的性质，将会影响其分子构形、酵素活性，以及很多实验上的操作，如离子交换法、电泳、等电焦集法、盐溶等。

　　若环境的pH = pI，则此蛋白质的净电荷将为零，因为没有来自相同电荷的斥力，此种蛋白质间将会互相凝聚起来，渐渐沉淀下来。因此，有些蛋白质可以在其自身的等电点下沉淀，也是一种纯化的方法；但须注意，也有些蛋白质在其pI下沉淀之后，就不容易再溶解回来，也会因此而损失；蔗糖合成脢就是如此。

　　当溶液中的酸碱度逐渐接近某蛋白质的等电点(例如5.2)时，此蛋白质的溶解度会渐渐下降，这是因为蛋白质分子上的净电荷渐渐趋向零，蛋白质分子之间的互斥力降低所致；此外，这个净电荷为零的蛋白质分子上，事实上还是有数目相同的正负电荷，这些正负电荷对互相吸引也有贡献。可以利用这种特性，来沉淀出某已知等电点的蛋白质。

　　但若溶液中的盐浓度渐渐提高，则蛋白质的溶解度也会提高，这是因为盐所解析出来的大量正负离子，会阻断上述正负电荷间的相吸，因而使得蛋白质溶入水中。当然，越远离此蛋白质的等电点，这种溶入现象越是显著。

　　蛋白质有时会以离子键吸引在一起，因而降低其溶解度；尤其当蛋白质溶在与其pI相当的pH中。但若提高盐浓度，Na+或Cl-离子会把蛋白质间的离子键隔离开来，因而增加蛋白质的溶解度。