Proteinele sunt construite din lanțuri de aminoacizi, fiecare având valori diferite ale pH-ului. pH-ul total al proteinei este compus din amestecul valorilor pH-ului aminoacizilor individuali, deoarece formează ioni în soluția particulară în care sunt dizolvați. Punctul izoelectric (pI) al unei proteine este pH-ul la care acea proteină nu are sarcină netă. Această proprietate poate fi exploatată pentru a separa proteina cu pI cunoscut de alte proteine într-un amestec eterogen.
Aminoacizii au o grupare amino terminală bazică, având un pH ridicat. Celălalt capăt al aminoacidului este terminalul carboxil care este acid, cu un pH scăzut. La valori diferite ale pH-ului, aminoacizii de pe proteine vor varia în încărcături. Proteinele sub punctul lor izoelectric au o sarcină pozitivă. În schimb, cei de deasupra acestui punct au o sarcină negativă.
Pentru a exploata cunoștințele despre punctul izoelectric pentru purificarea proteinelor, un amestec de proteine este supus unui câmp electric. Acest lucru se face în mod obișnuit în geluri de agaroză sau poliacrilamidă și este cunoscut sub numele de focalizare izoelectrică. O tehnică mai veche este de a efectua procedura la o scară mai mare într-o coloană de sticlă folosind o soluție de zaharoză cu electrozi la fiecare capăt. Se adaugă compuși numiți amfoliți care determină formarea unui gradient consistent de pH. Când gelul sau coloana este supusă curentului electric, proteinele migrează până ating punctul lor izoelectric și apoi rămân staționare.
Proteinele de pe geluri sunt în general făcute vizibile printr-un colorant care leagă proteinele. Uneori, dacă se studiază enzimele, se poate folosi un substrat care dă o reacție colorată. De obicei se folosesc standarde care au proteine cu puncte izoelectrice cunoscute.
Odată ce se știe unde este localizată proteina dorită, o tehnică comună este tăierea proteinei izolate din gel. Proteina poate fi apoi purificată și secvențializată. Odată ce secvența este cunoscută, aceasta poate fi utilizată pentru a proiecta primeri pentru reacția în lanț a polimerazei (pcr) și poate fi utilizată pentru a dona gena pentru proteină dacă este disponibil un material adecvat de acid nucleic.
Focalizarea izoelectrică este, de asemenea, o modalitate obișnuită de a analiza proteinele strâns legate pentru a vedea cât de diferite sunt acestea una de cealaltă. O complicație poate fi aceea că proteinele pot avea zaharuri legate de ele. Aceasta se numește glicozilare și poate afecta pI-ul proteinei. Poate părea că există mai multe proteine cu puncte izoelectrice diferite, când de fapt există o singură proteină care a fost glicozilată diferențial. Proteinele purificate prin metode standard precum cromatografia sunt uneori analizate prin focalizare izoelectrică pentru a le asigura puritatea.