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蛋白表达时标签的选择

2022-11-22 阅读(1187)

 

在进行蛋白表达时,根据实验目的、蛋白性质的不同,往往要进行标签的选择。标签的选择关系着蛋白表达和纯化的效率,标签的使用可以简化蛋白质的纯化过程。选择一个好用的标签,对实验的顺利进行至关重要。

 

1、蛋白表达时常用的标签有哪些?

 

常用的蛋白标签有6xHIS、GST、SUMO、Flag、Strep-II Tag等。

 

名称

组成

大小

位置

6xHis

六个组氨酸

0.84KDa

在MCS区C端和 N端各有一个

GST

谷胱甘肽巯基转移酶

约26 kDa

插入在目的蛋白的C末端或N末端,大肠杆菌中常用在N端

SUMO

小分子泛素

相关修饰蛋白

约11.3kDa

 

Flag

DYKDDDDK

约40kDa

位于蛋白质的C端或N端

Strep-II Tag

WSHPQFEK

1.06KDa

融合蛋白的任意一端

 

2、这些标签有哪些特点?

 

(1) 6xHis:可以采用固定化金属螯合层析IMAC对重组蛋白进行分离纯化。

--本身的特性对目的蛋白没有影响,不会形成二聚体。

--分子量较小,只有0.84KD,对蛋白的下游应用不会产生影响。

--免疫原性低,可将纯化的蛋白直接注射动物进行免疫并制备抗体。

--可用于多种蛋白表达系统,纯化条件温和对蛋白影响较小。

 

(2) GST:谷胱甘肽巯基转移酶本身是一个在解毒过程中起到重要作用的转移酶。

--提高蛋白表达的可溶性,提高蛋白的表达量。

--保留了蛋白的抗原性和生物活性,提高外源蛋白的稳定性。

--可在不同的宿主中表达,适用范围广。

--高特异性,纯化方便且温和。

--分子量较大,可能会影响蛋白质的功能和下游实验。

 

(3) SUMO:是一种小分子泛素相关修饰蛋白,是存在于真核生物中高度保守的参与蛋白质小泛素化相关修饰的一类大蛋白。

--作为重组蛋白表达的融合标签具备分子伴侣的功能。

--能促进蛋白的正确折叠。

--对热和蛋白酶具有耐受性,更有助于保持目的蛋白的稳定性。

--SUMO标签有着与其配套的蛋白酶(专一性强),此蛋白酶识别的是SUMO的三级结构,切割的特异性极高,不存在任何氨基酸的残留,因此适用于重组蛋白表达。

 

(4) Flag:人工设计的融合标签,靠近C端的六个氨基酸(Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys)组成一个亲水序列,可能形成高度暴露的三位蛋白质构型,在理论上可使序列达到最大的亲水性,也就大大增强了Flag融合标签的抗原性。

--不影响目的蛋白的功能和性质。

--序列短小,只用一条人工合成的寡核苷酸链就可以编码。

--结晶条件时Flag融合蛋白的构象与单纯目的蛋白的构象几乎完全相同,通常不会与目的蛋白相互作用并且通常不会影响目的蛋白的性质和功能,这样就有利用研究人员对融合蛋白进行下游研究。

--利用相应的Flag标签抗体可对融合蛋白进行检测和纯化。

--大大提高目的蛋白的纯化效率。

 

(5) Strep-II Tag:Strep-tag与Strep-Tactin的结合力比天然的链霉亲和素要高至少100倍。

--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。

--纯化条件比较宽泛,使用2.5mM的脱硫生物素就可快速的将融合蛋白洗脱下来。

--溶液中如果带有螯合剂、去污剂、还原剂及高达1M的盐等,也不会影响Strep-Tag II系统的效果。

 

3、蛋白标签如何选择?

 

如果蛋白亲水性很强,容易形成包涵体,为了促进蛋白的可溶性表达,推荐选择SUMO标签或GST标签。

(1) 在这里可以考虑SUMO标签,因为SUMO标签有着与其配套的蛋白酶(专一性强),此蛋白酶识别的是SUMO的三级结构,切割的特异性极高,不存在任何氨基酸的残留,因此适用于重组蛋白表达。

(2) GST标签较大,切除与否需根据下游应用考虑。如果要去除GST融合部分,可用位点特异性蛋白酶切除。检测方法可用GST抗体或表达的目的蛋白特异性抗体检测。