标签就像蛋白的身份证,用于后续的检测、跟踪和纯化。
一.经典标签介绍
l His标签(聚组氨酸标签)
1.原理:层析柱里的镍离子会与组氨酸(His)的侧链咪唑基结合。最后通过高浓度咪唑将His标签“挤”下去。
2.特点:标签小(通常6xHis)、便宜、最通用、不影响蛋白结构和功能。
3.应用:最常用的标签,没有之一!
需要后续去除标签做功能实验的首选。
免疫原性较低,可直接用于免疫。
表达量一般很高。
4. 缺点:容易受到细胞内源蛋白污染,纯度可能不高。
对某些蛋白的溶解性没有帮助。
目的蛋白表达量不高时,很容易在洗涤中被洗掉,得率低。
l GST标签(谷胱甘肽S-转移酶标签)
1.原理:GST蛋白是一个酶,它的天然工作是催化谷胱甘肽发生反应,层析柱的珠子上就固定着谷胱甘肽。最后通过高浓度谷胱甘肽将GST标签“抢”下来。
2.特点:标签大(~26 kDa),本身是个酶。
3.应用:纯化效率高,特异性强,纯度通常比His标签好。
可以用来做pull-down实验,研究蛋白互作。
有时能帮助目的蛋白正确折叠。
5. 缺点:标签很大,可能会影响目的蛋白的结构和功能。
去除标签比较麻烦(常用凝血酶或PreScission蛋白酶)。
l MBP标签(麦芽糖结合蛋白标签)
1.原理:MBP在细菌里的本职工作就是结合和运输麦芽糖。层析柱的珠子是由直链淀粉做的,这就是MBP的结合物。最后使用高浓度麦芽糖,MBP会跟随游离麦芽糖流出。
2.特点:标签巨大(~40 kDa),帮助蛋白正确折叠,
3.应用:当你的蛋白表达出来全是包涵体时,首选它!增溶效果一流。
MBP能产生更高比例的有活性的可溶性蛋白。
MBP本身就是亲和标签,可以直接用于某些功能实验。
4. 缺点:标签巨大影响蛋白功能,必须去除。
纯化成本相对较高,比SUMO标签品便宜。
l SUMO标签(小类泛素修饰蛋白标签)
1.原理:SUMO标签本身通常不直接用于纯化!一般是His标签 + SUMO标签 + 你的目的蛋白。靠的是前面的His标签得到完整的融合蛋白,随后SUMO酶切除SUMO标签,切割后,再过一次镍柱。
2.特点:标签小(~11 kDa),精准切割不残留。
3.应用:几乎不留任何额外氨基酸,这对结构研究至关重要!
促溶能力优秀! 助溶效果可以和MBP媲美,甚至更好。
当你用蛋白酶都切不动His标签时,换SUMO系统试试!
5. 缺点:需要共表达SUMO蛋白酶或额外购买蛋白酶(价格昂贵)。
纯化需要两步(先His标签纯化,再切割,再纯化去除标签)。
表1 纯化原理图

表2 懒人包:怎么选?

二.避坑指南&常见问题
1.没有条带:
① 可能没表达:试试降低诱导温度(如16°C过夜诱导)、降低IPTG浓度或者缩短表达时间。
② 表达载体构建问题:缺少启动子、密码子移位、GC含量过高、存在稀有密码子。
③ 宿主菌选择错误(分泌表达需要有信号肽)。
2.杂带较多:换亲和力强的标签;蛋白分子量过大易降解,分子量小不仅容易降解还会丢失;咪唑浓度梯度是否合适。
3.全是包涵体?:除了换标签(MBP或SUMO);还可以尝试诱导时加糖、降低温度、换菌株;共表达分子伴侣;体外变性复性。
你用过最靠谱的标签是哪一个?来安利一下!

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