蛋白质是由氨基酸组成的，故其理化性质必然与氨基酸的相同或相似。如，两性解离及等电点、呈色反应、紫外线吸收性质等；但蛋白质是生物大分子，具有氨基酸没有的理化性质。

蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，侧链上还存在许多可解离的基团。如赖氨酸残基中的ε-氨基、精氨酸残基的胍基和组氨酸残基的咪唑基都可解离出阳离子的基团；而谷氨酸残基和天冬氨酸残基γ和β-羧基都可解离出带阴离子的基团。当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即净电荷为零，蛋白质成为兼性离子，此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点（isoelectric point，pI）。溶液的pH大于蛋白质的pI时，蛋白质带负电荷；反之则带正电荷。人体内多数蛋白质的等电点在pH5.0左右，故在生理情况下（pH7.4）以负离子形式存在。含碱性氨基酸较多的蛋白质等电点偏碱性，如组蛋白、鱼精蛋白等；含酸性氨基酸较多的蛋白质等电点偏酸性，如酪蛋白、胃蛋白酶等。

电泳（electrophoresis）是指带电粒子在电场中向电性相反的电极移动的现象。带电粒子在电场移动的速度主要取决于带电粒子所带净电荷的数量。在同一pH溶液中，由于各种蛋白质所带电荷的性质和数量不同，蛋白质分子大小和形状不同，因此，它们在电场中移动速度也有差别。利用这个原理，通过电泳的方法，可以对蛋白质进行分离、纯化和鉴定。电泳技术是临床检验室常用的技术，如利用该技术可作血清蛋白电泳、尿蛋白电泳及同工酶的鉴定，以帮助诊断疾病。

蛋白质是高分子有机化合物，其分子量多在1万至100万之巨，分子的直径在胶体颗粒（1～100nm）范围之内。蛋白质胶体在水中稳定因素主要是分子表面的水化膜和电荷。在蛋白质表面有不少的亲水基团，能与水发生水合作用，水分子受蛋白质极性基团的影响，定向排列在蛋白质分子的周围，形成水化膜，将蛋白质颗粒分开，不致相聚而沉淀。在偏离等电点的溶液中，形成电荷层，同性电荷相斥，防止蛋白质颗粒相聚沉淀。如果破坏水化膜和电荷，蛋白质极易从溶液中沉淀。

蛋白质溶液具有胶体溶液的性质，扩散慢，黏度大，不能透过半透膜。蛋白质的胶体性质是某些蛋白质分离、纯化方法的基础。最简单的纯化蛋白质方法是将蛋白质放入半透膜内，小分子物质可透过半透膜，蛋白质分子保留在半透膜内，这种方法称透析法，利用透析法可除去蛋白质溶液的无机盐等小分子物质。蛋白质分子不易透过半透膜的性质，决定了它在维持生物体内渗透压的平衡中起着重要的作用。

蛋白质溶液在高速离心时，由于离心力的作用，蛋白质会下沉，这就是蛋白质的沉降现象。蛋白质分子在单位力场的沉降速度，称为沉降系数（S）。通常情况下，分子愈大，沉降愈快，沉降系数愈高。故可用超速离心分离蛋白质以及测定其分子量。

在某些理化因素作用下，蛋白质特定的空间结构被破坏而导致理化性质改变和生物学活性丧失，称为蛋白质的变性（denaturation）。一般认为蛋白质的变性主要由于非共价键和二硫键的破坏，不改变一级结构中氨基酸序列。蛋白质变性后，其溶解度降低、黏度增加、结晶能力消失、生物活性丧失、易被蛋白酶水解。引起蛋白质变性的物理因素有高温、高压、超声波、紫外线、X射线等；化学因素有强酸、强碱、乙醇、重金属、尿素、去污剂等。变性在临床医学上具有重要意义。如采用高温、高压、紫外线、乙醇使病原微生物蛋白质变性，失去致病性和繁殖能力。在保存血清、疫苗抗体等生物制品时，应低温贮存，以防止蛋白质变性。

若蛋白质变性的程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复其活性，称为蛋白质的复性（renaturation）。图1-9所示，用尿素和β-巯基乙醇作用于核糖核酸酶，可使该酶的天然构象遭到破坏，失去生物学活性，去除尿素和β-巯基乙醇，该酶的活性又可逐渐恢复。但是许多蛋白质变性后，其空间构象被严重破坏，不能复原，称为不可逆性变性。

蛋白质从溶液析出的现象称蛋白质的沉淀。沉淀出来的蛋白质有时是变性的，但如控制实验条件（如低温和使用温和的沉淀剂），便可得到不变性的蛋白质沉淀。沉淀蛋白质的方法有以下几种：

在蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，使蛋白质从溶液中析出的现象，称为盐析。中性盐在水中溶解性大、亲水性强，与蛋白质争夺与水结合，破坏蛋白质的水化膜。另外中性盐又是强电解质，解离作用强，能中和蛋白质的电荷，破坏蛋白质的电荷层。因此稳定蛋白质溶液的因素遭到破坏，蛋白质溶解度下降，从溶液中析出。盐析法沉淀蛋白质并未破坏蛋白质天然状态，沉淀出的蛋白质不变性，因此盐析法是分离制备蛋白质或蛋白类生物制剂的常用方法。如用饱和硫酸铵可使血浆中清蛋白沉淀出来，而球蛋白则在半饱和硫酸铵溶液中析出。混合蛋白质溶液可用不同的盐浓度使其分别沉淀，这种分级沉淀的方法称为分段盐析。

乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂能破坏蛋白质的水化膜，同时也降低溶液的介电常数，使蛋白质之间相互吸引而沉淀。在常温下，有机溶剂沉淀蛋白质可引起蛋白质变性，乙醇消毒灭菌就是如此，但是在低温下，蛋白质变性速度减慢，因此，用有机溶剂沉淀蛋白质，为防止蛋白质的变性，常需在低温条件下快速进行。

金属离子（Zn ²⁺、Cu ²⁺、Hg ²⁺、Pb ²⁺、Fe ²⁺等）可与带负电的蛋白质结合形成不溶性蛋白质盐沉淀，引起蛋白质变性。临床上抢救重金属盐中毒的病人，给病人口服大量新鲜牛奶或鸡蛋清，然后用催吐剂将结合的重金属盐呕出以解毒。

生物碱试剂如苦味酸、三氯乙酸、钨酸等可与蛋白质正离子结合形成不溶性盐而沉淀。临床检验常用这类方法沉淀蛋白质，制备无蛋白血滤液，或用这类酸作尿蛋白的检查试剂。

蛋白质经强碱、强酸作用后，易发生变性，但仍能溶解于强酸或强碱溶液中；若将pH调至等电点，则变性的蛋白质立即结成絮状的不溶物，但此絮状物仍可溶解于强酸和强碱中。若再加热，则絮状物可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中，这种现象称为蛋白质的凝固作用（protein coagulation）。

变性的蛋白质不一定沉淀，沉淀的蛋白质也不一定变性，但变性的蛋白质容易沉淀，凝固的蛋白质均已变性，而且不再溶解。

蛋白质分子中，肽键及某些氨基酸残基的化学基团，可与某些化学试剂反应显色，称为蛋白质呈色反应。利用这些呈色反应可以对蛋白质进行定性、定量测定。常用的颜色反应有：

蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应，详见本章第一节。

蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，称为双缩脲反应（biuret reaction）。氨基酸不出现此反应，故此法还可检测蛋白质水解的程度。

由于蛋白质分子中常含酪氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。在此波长范围内，蛋白质的A ₂₈₀与其浓度成正比关系，因此用于蛋白质的定量测定。