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常见的融合蛋白表达标签——总结

在重组蛋白中，常常将目的蛋白N端或C端与其他特定蛋白、多

肽或寡肽标签进行融合表达，形成既能保留天然蛋白的大部分结构，

又能实现增溶，防降解，促进分泌，便于纯化的功能；本文简要介绍

生物药研发生产过程中常见的融合蛋白标签；

一、纯化标签

His标签

His标签是当前最流行的标签蛋白。His标签是指六个组氨酸残基

组成的融合标签，可插入在目的蛋白的C末端或N末端。当某一个标

签的使用，一是能构成表位利于检测；二是构成独特的结构特征（结

合配体）利于纯化。其特点可总结为以下几点：

1.标签的分子量小，只有~0.84KD，而GST和蛋白A分别为

~26KD和~30KD，一般不影响目标蛋白的功能；2.His标签融合蛋白

可以在非离子型表面活性剂存在的条件下或变性条件下纯化，前者在

纯化疏水性强的蛋白得到应用，后者在纯化包涵体蛋白时特别有用，

用高浓度的变性剂溶解后通过金属螯和亲和层析去除杂蛋白，使复性

不受其它蛋白的干扰，或进行金属螯和亲和层析复性；3.His标签融合

蛋白也被用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用研究；4.His标

签免疫原性相对较低，可将纯化的蛋白直接注射动物进行免疫制备抗

体；

5.可应用于多种表达系统，纯化的条件温和；

6.可以和其它的亲和标签一起构建双亲和标签。

纯化：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。

GST标签

GST(谷胱甘肽巯基转移酶)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。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，

并形成二聚体。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。如果要去除GST融合

部分，可用位点特异性蛋白酶切除。

MBP标签

MBP（麦芽糖结合蛋白）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%TritonX-100或0.25%Tween20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。