科研干货 | 常用的标签蛋白大盘点
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发布时间：2024-10-01 02:50
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时间：2024-12-04 05:38
常用的蛋白标签有6xHIS、Flag、GST、Myc、eGFP/eCFP/eYFP/mCherryeGFP、HA、SUMO等。
His6：指六个组氨酸残基组成的融合标签，可插入在目的蛋白的C末端或N末端。组氨酸残基侧链与固态的镍有强烈的吸引力，可用于固定化金属螯合层析(IMAC)，对重组蛋白进行分离纯化。
Flag: 为编码8个氨基酸的亲水性多肽（DYKDDDDK），同时载体中构建的Kozak序列使得带有FLAG的融合蛋白在真核表达系统中表达效率更高。
MBP: 麦芽糖结合蛋白（MBP）标签蛋白大小为40kDa，由大肠杆菌K12的malE基因编码。MBP可增加在细菌中过量表达的融合蛋白的溶解性，尤其是真核蛋白。MBP标签可通过免疫分析很方便地检测。有必要用位点专一的蛋白酶切割标签。如果蛋白在细菌中表达，MBP可以融合在蛋白的N端或C端。
纯化：融合蛋白可通过交联淀粉亲和层析一步纯化。结合的融合蛋白可用10mM麦芽糖在生理缓冲液中进行洗脱。结合亲和力在微摩尔范围。一些融合蛋白在0.2% Triton X-100或0.25% Tween 20存在下不能有效结合，而其他融合蛋白则不受影响。缓冲条件为pH7.0到8.5，盐浓度可高达1M，但不能使用变性剂。如果要去除MBP融合部分，可用位点特异性蛋白酶切除。
检测：可用MBP抗体或表达的目的蛋白特异性抗体检测。
GST: 谷胱甘肽巯基转移酶（GST）标签蛋白本身是一个在解毒过程中起到重要作用的转移酶，它的天然大小为26KD。将它应用在原核表达的原因大致有两个，一个是因为它是一个高度可溶的蛋白，希望可以利用它增加外源蛋白的可溶性；另一个是它可以在大肠杆菌中大量表达，起到提高表达量的作用。GST融合表达系统广泛应用于各种融合蛋白的表达，可以在大肠杆菌和酵母菌等宿主细胞中表达。结合的融合蛋白在非变性条件下用10mM还原型谷胱甘肽洗脱。在大多数情况下，融合蛋白在水溶液中是可溶的，并形成二体。GST标签可用酶学分析或免疫分析很方便的检测。标签有助于保护重组蛋白免受胞外蛋白酶的降解并提高其稳定性。在大多数情况下GST融合蛋白是完全或部分可溶的。
纯化：该表达系统表达的GST标签蛋白可直接从细菌裂解液中利用含有还原型谷胱甘肽琼脂糖凝胶(Glutathionesepharose)亲和树脂进行纯化。GST标签蛋白可在温和、非变性条件下洗脱，因此保留了蛋白的抗原性和生物活性。GST在变性条件下会失去对谷胱甘肽树脂的结合能力，因此不能在纯化缓冲液中加入强变性剂如：盐酸胍或尿素等。
检测：可用GST抗体或表达的目的蛋白特异性抗体检测。
HA: HA标签蛋白，标签序列YPYDVPDYA，源于流感病毒的红细胞凝集素表面抗原决定簇，9个氨基酸，对外源靶蛋白的空间结构影响小, 容易构建成标签蛋白融合到N端或者C端。易于用Anti－HA抗体检测和ELISA检测。
用HA peptide可实现带HA tag的蛋白洗脱，0.15M Arginine-HCl缓冲液, pH3.0可实现蛋白纯化beads 的重生。
Myc: Myc标签蛋白，是一个含11个氨基酸的小标签，标签序列Glu-Gln-Lys-Leu-Ile-Ser-Glu-Glu-Asp-Leu，这11个氨基酸作为抗原表位表达在不同的蛋白质框架中仍可识别其相应抗体。Myc tag已成功应用在 Western-blot杂交技术、免疫沉淀和流式细胞计量术中, 可用于检测重组蛋白质在靶细胞中的表达。
eGFP/eCFP/eYFP/mCherry: 分别是增强型绿色荧光蛋白/增强型黄绿色荧光蛋白/增强型黄绿色荧光蛋白/单体红色荧光蛋白,具有不同的激发波长发射波长为，均由野生型荧光蛋白通过氨基酸突变和密码子优化而来。就eGFP而言，相对于GFP，其荧光强度更强、荧光性质更稳定。同时载体中构建的Kozak序列使得含有eGFP的融合蛋白在真核表达系统中表达效率更高。mCherry是从DsRed演化来的性能最好的一个单体红色荧光蛋白，可以和GFP系列荧光蛋白共用，实现多色标记体内、外实验表明，mCherry在N端和C端融合外源蛋白时，荧光蛋白活性和被融合的目标蛋白功能相互没有明显影响。
Strep-II Tag: Strep-tag技术开发的原理是生物素（biotin）和抗生物素蛋白链菌素（streptavidin）之间的结合反应。Strep-tag II由8个氨基酸(Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys)构成的短序列。因为它的分子量很小，所以不会遮盖融合蛋白中其他的蛋白表位和结构域，更不容易改变融合蛋白的功能、分泌或是运输。
Avi Tag: AviTag标签蛋白是一个15 个氨基酸的短肽，具有一个单生物素化赖氨酸位点，与已知天然可生物素化序列完全不同，可以加在目标蛋白的N端和C端。融合表达后，可被生物素连接酶生物素化，除了用于蛋白质分离纯化，还用于蛋白质相互作用研究。
SNAP-Tag: 是新一代的蛋白标签技术，不仅专一性极高而且稳定，适用于多种环境下的蛋白质检测与纯化，如活细胞内、溶液中、或固态相(如SDS-PAGE gels)等。SNAP-Tag是从人的O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移（O6-alkylguanine-DNA-alkyltransferase）获得。无论体内还是体外，SNAP-Tag都能与底物高特异性地共价结合，使蛋白标记上生物素或荧光基团（如荧光素和若丹明）。SNAP所带的活性巯基位点接受了苯甲基鸟嘌呤所携带的侧链苯甲基基团，释放出了鸟嘌呤。这种新的硫醚键共价结合使SNAP所带的目的蛋白携带上了苯甲基基团所带的标记物。苯甲基鸟嘌呤在生化条件下稳定，并且没有其他蛋白会和这类物质作用，所以SNAP标签反应是高特异的。
Halo Tag: HaloTag标签蛋白是一种脱卤素酶的遗传修饰衍生物，可与多种合成的HaloTag配基有效地共价结合。HaloTag配基是小分子化学物，能够在体外或体内与HaloTag蛋白共价结合（区别于一般tag的非共价结合，其强结合facilitate强的洗脱作用→以去除非特异信号）。HaloTag蛋白能够用于检测和亲和结合或固相化固定目的蛋白。
SUMO: SUMO标签蛋白是一种小分子泛素样修饰蛋白，作为重组蛋白表达的融合标签和分子伴侣，提高融合蛋白的表达量，抗蛋白酶水解，促进靶蛋白正确折叠，提高重组蛋白可溶性等功能。SUMO还用于完整切除标签蛋白，通过SUMO蛋白水解酶，得到天然蛋白。
