一、膜蛋白的結構
膜蛋白是膜功能的主要體現者。膜蛋白的種類繁多，多數膜蛋白分子數目較少，但卻賦予細胞膜非常重要的生物學功能。外在膜蛋白為水溶性蛋白，靠離子鍵或其他較弱的鍵與膜表麵的蛋白質分子或脂分子結合，因此隻要改變溶液的離子強度甚至提高溫度就可以從膜上分離下來，膜結構並不被破壞。內在膜蛋白與膜結合非常緊密，一般隻有用去垢劑使膜解後才可分離出來。根據膜蛋白與脂分子的結合方式，可分為整合蛋白(integral protein)、外周蛋白(peripheral protein)和脂錨定蛋白(lipid-anchored protein)。
（一）整合蛋白
整合蛋白可能全為跨膜蛋白(transmembrane proteins)，為兩性分子，疏水部分位於脂雙層內部，親水部分位於脂雙層外部。由於存在疏水結構域，整合蛋白與膜的結合非常緊密，隻有用去垢劑才能從膜上洗滌下來。整合膜蛋白的位置。
（二）脂錨定蛋白
脂錨定蛋白又稱脂連接蛋白(lipid-linked protein)，通過共價鍵的方式同脂分子結合，位於脂雙層的外側。脂錨定蛋白可以分為兩種形式，一種是蛋白質直接結合於脂雙分子層，另一種方式是蛋白質並不直接同脂結合，而是通過一個糖分子間接同脂結合。錨定蛋白的位置參。
（三）外在膜蛋白
外在膜蛋白為水溶性蛋白，靠離子鍵或其他較弱的鍵與膜表麵的蛋白質分子或脂分子的親水部分結合，因此隻要改變溶液的離子強度甚至提高溫度就可以從膜上分離下來，膜結構並不被破壞。外在膜蛋白的位置。
二、去垢劑的作用
膜蛋白在自然狀態時需要質膜支持其結構和功能，在分離純化過程中如何維持去膜狀態下膜蛋白結構和功能的穩定性至關重要，通常是用去垢劑的雙極性來實現，即去垢劑同膜蛋白以及膜脂的疏水部位相互作用，削弱膜蛋白與膜脂分子間的疏水性結合，使膜蛋白從膜脂中釋放出來。遊離膜蛋白的疏水部位在去垢劑的保護下，保持原有構象，因而能夠維持其原有功能。去垢劑的選擇和操作詳見第一章。
三、膜蛋白的分離
一般情況下，膜蛋白的分離純化及研究流程。
（一）膜的處理
膜的處理包括：
（1）細胞破碎采用滲透壓、超聲、機械、凍融、酶處理(溶解酶、DNA酶)等方法。
（2）膜分離采用超速離心、分子篩等方法。
（二）膜蛋白的溶解
采用去垢劑將疏水蛋白從其膜結構中溶解下來，膜在去垢劑的作用下可變成蛋白質－脂－去垢劑的複合物而被溶解。優化溶解條件需考慮最佳蛋白質與去垢劑濃度比、最佳增溶時間、最佳pH和最佳離子強度；同時考慮不同去垢劑的混合以及是否需要添加脂肪等。
膜蛋白的溶解方法取決於蛋白質與磷脂雙分子層的締合模式。溶解內周膜蛋白時，選擇合適的去垢劑破壞細胞膜。對於具有多個跨膜區域或脂質部分（如肉豆蔻酸酯、棕櫚酸酯或異戊二烯基團）共價結合的蛋白質，必須用去垢劑破壞膜結構。去垢劑的選擇取決於溶解目的蛋白以及維持蛋白質活性構象的有效性、實用性和成本。雖然曲拉通X-100是一種常用於溶解膜蛋白質的去垢劑，但其主要的缺陷是具有較高的紫外線吸收。使用去垢劑後，在隨後的純化過程中，所有的緩衝液都必須含有該去垢劑，否則由於疏水部分的聚集及其在色譜柱和器皿表麵的非特異性結合，幾乎肯定會引起蛋白質的損失。對於具有單一跨膜區域的膜蛋白，可用去垢劑將其從膜上溶解。而對於內周膜蛋白（多肽鏈大部分位於膜某一側的蛋白質），可以通過改變緩衝液離子強度或使用酶裂解（可用胰蛋白酶或木瓜蛋白酶）。許多哺乳動物的糖基化磷脂酰肌醇（GPI）定位蛋白容易被細菌磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C（PI-PLC）所釋放，細菌PI-PLC可選擇性裂解GPI。由於有限的蛋白酶裂解，隻有部分膜蛋白被細菌PI-PLC釋放，因而獲得了有效的初始純化，而且釋放的蛋白質形式也是親水的。
（三）膜蛋白的分離
實例1：組織質膜蛋白質的分離
① 取組織，加入10mL緩衝液A［0.32mol/L蔗糖、5mmol/L Tris-HCl（pH7.5）、120mmol/L KCl、1mmol/L EDTA、0.2mmol/L PMSF、1μg/mL亮肽素、1μg/mL胃蛋白酶抑製劑A、1μg/mL木瓜蛋白酶抑製劑冰上預冷］於冰上充分勻漿。
② 於3000 r/min，4℃離心10min後，所得上清液轉入超速離心管。