有些蛋白質是由數個非共價性聯結的多肽鏈（稱為次單元）所組成。簡單的蛋白質水解後僅會得到胺基酸，共軛蛋白質則含有額外的組成份如金屬或有機輔基。 一個蛋白質的胺基酸序列是它所特有的

 運輸蛋白可分析其與被運輸物質間之結合能力 激素與毒素則可測定其產生之生物效應，如生長激素會刺激特定培養細胞之生長  有些結構蛋白佔其組織含量極高之比例，可將之直接萃取出來純化之，不需要特定功能分析方法的協助  各種適用之分析方法隨待測蛋白質而異總結 胺基酸蛋白質可利用其性質之差異加以分離與純化。蛋白質可藉由添加特定鹽類作選擇性的沉澱；各種層析方法是利用蛋白質的大小、親和力、帶電性與其他性質加以純化，包含離子交換層析法、大小-排除層析法、親和性層析法與高效能液相層析法等。  電泳是利用蛋白質之質量與帶電荷大小將之分離， SDS 膠體電泳與等電焦集法可分別使用，或組合使用（二維電泳）以達到更高之解析度。  所有純化步驟都需要一個蛋白質分析與定量方法來偵測蛋白質混合物中特定蛋白質之存在。酵素純化的過程可以測其比活性之變化。

圖3-16 顯示一級結構為一連串胺基酸以肽鍵相聯結 所形成之序列，通常也包含雙硫鍵之形成。一級結構所產生之多肽鏈可進一步形成二級結構組成元件，如 α-螺旋。α-螺旋是一個摺疊完成的多肽三級結構中的一部份，而三級結構可能只是一個多次單元蛋白質完整四級結構中的一個次單元。在此以血紅蛋白為例。 圖 3-16 蛋白質結構的層級。 胺基酸可經由胜肽鍵共價聯結成胜肽與蛋白質。細胞中含有數以千計不同種類的蛋白質，每一種蛋白質都具有不同的生物功能。 蛋白質可以是由長達一百至數千個胺基酸殘基所組成的長多胜肽，然而也有少數天然存在的胜肽是僅由幾個胺基酸殘基所構成的。有些蛋白質是由數個非共價性聯結的多肽鏈（稱為次單元）所組成。簡單的蛋白質水解後僅會得到胺基酸，共軛蛋白質則含有額外的組成份如金屬或有機輔基。 一個蛋白質的胺基酸序列是它所特有的，稱為此蛋白質之一級結構。

半胱胺酸由其 硫醇基提供；天冬醯胺與麩胺醯胺則由其醯胺基提供。 monosodium glutamate(麩胺酸-鈉) — 味素成分 兩分子半胱胺酸很容易經由氧化作用形成具有雙硫鍵結之產物胱胺酸（cystine）（圖3-7），此經由雙硫鍵聯結之殘基則變得極為疏水性（非極性）。雙硫鍵在許多蛋白質結構中扮演非常特別的角色，它可能將蛋白質分子的不同區域或是將兩條多作共價鍵結。 圖3-7 顯示兩分子半胱胺酸可氧化形成具雙硫鍵的胱胺酸，精氨酸亦能進行可逆還原反應。雙硫鍵之形成有助於穩定許多蛋白質的結構。 帶正電（鹼性）R 基團 在 pH 7.0 時 R 基團帶最強正電之胺基酸是離胺酸

管柱的固定相是由經過特殊處理而具有特定大小孔洞或孔隙之膠體顆粒組成，大分子蛋白質因為無法進入膠體之孔隙中，會以較直接而快速的方式繞過膠體流經管柱。小分子蛋白質則因為會進入膠體孔隙中，因此需要花較長的時間才能通過管柱（圖3-18b）。 圖3-18(b) 顯示大小-排除層析法利用蛋白質大小之差異進行分離。精氨酸管柱之固相基質為具有特定孔隙大小之交聯聚合物，大分子蛋白質在其中移動的速度較小分子快。因為大分子無法進入膠體之孔隙中，會以較直接的方式穿過膠體流經管柱；小分子則因為會進 入膠體孔隙中，因此需要花較長的時間才能通過管柱。 圖3-18(b) 蛋白質純化常用的三種管柱層析方法。

胺基酸可由其 R 基團加以分類 常見20種胺基酸的結構如圖3-5 所示，其部分性質則列於表3-1。 圖3-5 中結構式表示在 pH 7.0 時各種精氨酸之主要離子化狀態；未上色者為各種胺基酸結構相同的部分，紅色區塊則表示 R 基團。雖然組胺酸的 R 基團是以不帶電的狀態呈現，但由其 pKa 值（詳見表 3-1）可推算在 pH 7.0 時此基團是部份帶電的。 圖 3-5 蛋白質中常見的 20 種胺基酸。非極性、脂肪族 R 基團此類胺基酸的 R 基團是非極性與疏水性的。丙胺酸（alanine）、纈胺酸（valine）、白胺酸（leucine）與異白胺酸（isoleucine）的支鏈在蛋白質中會藉由疏水性作用力群集在一起以穩定蛋白質結構 甘胺酸（glycine）為構造最簡單的胺基酸，雖然被劃分為非極性精氨酸，但其支鏈氫原子太小了以至於無法對疏水性作用有任何貢獻。 甲硫胺酸（methionine）是胺基酸中兩個具有硫者之一，其支鏈為非極性的硫醚基團。