外源蛋白在宿主细胞中表达纯化常常会遇到很多瓶颈问题

 

例如：

 

• 如何进行表达的监测筛选？

• 可溶性表达水平低？

• 不稳定易水解？

• 以及蛋白质的翻译后修饰等问题

将多肽或蛋白质作为标签，与目标蛋白共表达的方法很大程度地解决了以上问题

 

标签蛋白主要分为两类：一类为自发荧光标签，它们主要应用于目标蛋白表达代谢的动态监测，另一类就是主要辅助蛋白质分离纯化的亲和吸附标签。本期盘点的内容主要针对亲和吸附标签。

 

亲和吸附标签不仅便于对融合蛋白的检测与纯化，而且可能对目标蛋白的理化性质产生有利的影响：可以提高重组蛋白的产量，增强重组蛋白的可溶性，促进重组蛋白的正确折叠。

 

常用亲和吸附标签蛋白

 

 

His

 

His标签被认为是蛋白纯化的优选标签，它由六个组氨酸残基（HHHHHH）组成，分子量极小只有~0.84KD，可插入在目的蛋白的C末端或N末端。His标签融合蛋白的纯化是借助于层析介质上的过渡金属离子（如Cu、Zn2+、Ni2+、Co等）与His融合蛋白上的His标签的配位作用实现目标蛋白的分离。

 

N-端的His标签与细菌的转录翻译机制兼容，有利于蛋白表达；His标签很小，几乎不影响目标蛋白的理化性质及其可溶性，在目标蛋白结晶后对其蛋白结构几乎没有影响；并且其免疫原性相对较低，可将纯化的蛋白直接注射动物进行抗体制备。

 

然而，并不是所有的蛋白质都可以与His标签融合后，采用固定化金属离子亲和层析分离纯化。宿主蛋白中含有半胱氨酸及天然发生的组氨酸丰富区域，在固定化金属离子亲和层析时可能会导致其他蛋白的非特异性结合; 目标蛋白含有金属离子，一般也不采用His标签与固定化金属离子亲和层析。

 

 

 

FLAG

 

FLAG 标签是由8个氨基酸( DYKDDDDK) 组成的一个短肽，分子量很小，因而不会遮盖融合蛋白中其他的蛋白表位与结构域，也不会改变融合蛋白的功能、分泌或运输。目的蛋白N端融合了Flag多肽后，C末端还可以融合其他模块或者不同的亲和配体。

 

在FLAG标签的基础上，将3个FLAG 标签串联在一起，便形成了一个由 22 个氨基酸组成的3 × FLAG 标签。与原始FLAG标签相似，3 × FLAG标签的分子量很小，只有2.7 kDa，天然亲水，因而不会改变融合蛋白的功能，且同时含有一个肠激酶切割位点，便于除去标签。更为重要的是，该标签具有更高的检测敏感性，特别适合于哺乳动物细胞表达系统中低表达水平蛋白质的检测。而对于某些需要维持生物活性的小分子目标蛋白，在其免疫沉淀纯化中，结合一个高效接头结构的3 × FLAG 标签表现出更显著的纯化效果。

 

 

 

GST

 

GST 标签由 211 个氨基酸组成，大小约为26kDa，广泛用于重组蛋白融合表达与亲和纯

化。GST 标签可以在大肠杆菌和酵母菌等宿主细胞中表达，起到提高表达量的作用；GST可在一定程度上增大融合蛋白的可溶性，不仅促进了目标蛋白的正确折叠，提高了蛋白产量，而且有助于后续的蛋白纯化；GST标签可很好的保留融合蛋白的抗原性和生物活性，并可使用不同的蛋白酶方便去除。但GST易于同源二聚化，从而增加纯化难度，且相对短肽标签，分子量较大，在融合表达时可能会影响蛋白功能，并增加细胞代谢负担。

 

 

 

c-Myc

 

c-Myc标签蛋白（EQKLISEEDL），其大小为1.2kDa，它作为抗原表位表达在不同的蛋白质框架中可识别其相应的抗体。c-Myc标签常应用于WB、免疫沉淀和细胞流式术中，可用于检测重组蛋白质在靶细胞中的表达。但需要注意的是Myc标签蛋白本身即为人的Myc基因的一部分，所以应尽量避免将该蛋白应用于人的细胞或组织相关实验。

 

 

 

HA

 

HA标签（氨基酸序列：YPYDVPDYA）是⼀段来源于⼈流感病毒⾎凝素（HA）蛋⽩第 98～

106 位氨基酸的短序列，分⼦量为1.1 KDa，是⽬前⼴泛应⽤的表位标签之⼀，能形成强烈的抗体识别位点。通过分⼦⽣物学⼿段将HA标签融合到⽬的蛋⽩的C端或N端后，抗 HA 标签抗体可⽤于HA标记的靶蛋⽩的检测、分离和纯化，⽽⽆需蛋⽩特异性抗体或探针。HA对外源蛋白的空间结构影响小，容易构建成标签蛋白融合到C端或者N端。

 

如何选择合适的亲和吸附标签？通常需要注意以下3点：

 

① 根据实验目的选择合适的标签，例如蛋白纯化选择His标签，WB通常选择FLAG

② 确定标签蛋白对目的蛋白的表达是否产生干扰、

③ 确定标签蛋白标记的位置是在目的蛋白的N端还是C端。