蛋白标签是利用DNA体外重组技术,与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白,以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和纯化等。常用的蛋白标签包括谷胱甘肽S-转移酶 (GST)、麦芽糖结合蛋白(MBP)、硫氧还蛋白(Trx)、链霉亲和素(SA)、多聚组氨酸(Poly-His)、小分子泛素样修饰蛋白(SUMO)和血凝素标签(HA)等。
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蛋白标签类型
常见蛋白标签主要分为三类,包括亲和标签、表位标签和荧光标签。
1.亲和标签
亲和标签一般较长,可增加蛋白溶解度,广泛应用于重组蛋白的纯化,如SUMO、Trx、MBP、Avi等。
2.表位标签
表位标签往往是短肽序列,可用于免疫学应用,如 Western Blot 和免疫共沉淀。最常用的表位标签有His、FLAG、HA等。
3.荧光标签
荧光标签可用于活细胞和死细胞检测,最常用的荧光蛋白包括绿色荧光蛋白(GFP)、橙色荧光蛋白(OFP)、红色荧光蛋白(RFP)和黄色荧光蛋白(YFP)。它们被广泛用于影像学研究,如细胞定位和共表达实验。
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蛋白标签特点
1.SUMO Tag
SUMO(small ubiquitin-like modifier)标签蛋白是一种小分子泛素样修饰蛋白,研究发现SUMO可以作为重组蛋白表达的融合标签和分子伴侣,不但可以进一步提高融合蛋白的表达量,且具有抗蛋白酶水解以及促进靶蛋白正确折叠,提高重组蛋白可溶性等功能。
序列:
ATGTCGGACTCAGAAGTCAATCAAGAAGCTAAGCCAGAGGTCAAGCCAGAAGTCAAGCCTGAGACTCACATCAATTTAAAGGTGTCCGATGGATCTTCAGAGATCTTCTTCAAGATCAAAAAGACCACTCCTTTAAGAAGGCTGATGGAAGCGTTCGCTAAAAGACAGGGTAAGGAAATGGACTCCTTAAGATTCTTGTACGACGGTATTAGAATTCAAGCTGATCAGACCCCTGAAGATTTGGACATGGAGGATAACGATATTATTGAGGCTCACAGAGAACAGATTGGTGGT
SUMO-Tag标签特点:
促进靶蛋白可溶性表达;作为伴侣蛋白,促进蛋白质正确折叠;对热和蛋白酶有很强的耐受性;可由SUMO蛋白水解酶高效切除,得到无标签目的蛋白;标签的分子量较小,相对于目标蛋白占比性较高。
2.Trx Tag硫氧还蛋白是一系列广泛存在于生物体内的氧化还原酶,它能通过置换硫代二硫化物来减少二硫键的结合。常用作融合表达标签的硫氧还蛋白A(TrxA), 分量为11.6kDa,来源于大肠杆菌,主要用于提高目的蛋白表达量和溶解度,一般不用做亲和标签。
氨基酸序列:MGSSHHHHHHSSGLVPRGSHM
Trx Tag标签特点
良好的热稳定性,Trx本身不作为亲和标签来进行重组蛋白优化,而是通过在高温条件下将杂蛋白变性去除而重组蛋白得以保存。
Trx也具有极好的促溶效率,用作促溶标签时可将重组蛋白的可溶性表达从12%提高至95%。一般加在N端用做可溶性标签来避免包涵体的形成,可以通过肠激酶去除。
3.Avi Tag
Avi Tag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,为了纯化重组蛋白选用低亲和性的单体抗生物素蛋白或抗生物素蛋白衍生物,除了用于蛋白质分离纯化,还用于蛋白质相互作用研究。
序列:
GGCCTGAACGATATTTTTGAAGCGCAGAAAATTGAATGGCATGAA
Avi Tag标签特点:
无论在体外或者体内,几乎所有的蛋白都可以在一个独特的Avi Tag位点轻易且有效地被生物素化;
生物素化是通过酶和底物的反应来实现,反应条件相当温和而且标记的专一性极高;
生物素AviTag只有15个氨基酸,对蛋白空间结构的影响非常小。
4.HA Tag
血凝素 (HA) 标签是一种长度为 9 个氨基酸的多肽,其来源于人流感病毒 HA 分子的第 98-106 位残基。HA 标签的分子量为 1.1 KDa,HA 标签被广泛用作表达载体中的表位标签,其有利于蛋白质的检测、分离和纯化。许多重组蛋白可以表达 HA 标签, HA标签蛋白由9个氨基酸组成,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,不会干扰蛋白的生物活性或生物分布。
序列:TACCCATACGATGTTCCAGATTACGCT
5.Myc Tag
Myc标签蛋白来源于人类原癌基因Myc,作为抗原表位表达在不同的蛋白质中仍可识别其相应抗体。Myc标签应用于Western-blot杂交技术、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,所以在将该蛋白应用于人的细胞或组织相关的实验的时候,应尽量避免。适用于WB、IP、IF、ELISA、FC,一般不用于蛋白纯化。
序列:GAACAAAAACTCATCTCAGAAGAGGATCTG
6.GFP Tag
GFP是一种约27kda的蛋白质,由238个氨基酸组成,来源于水晶水母aequoreavictoria。它在可见光谱的绿色部分具有荧光发射波长,与传统荧光染料相比,GFP的主要优势在于它无毒,并且可以在活细胞中表达,从而可以研究动态的生理过程。
主要应用:增强型绿色荧光蛋白,直接通过荧光显微镜就可在活细胞状态下实时观察目的基因在细胞中的亚细胞定位和表达情况。
转自:“Super Lab”微信公众号
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