标签蛋白（Protein Tag），又称为标签多肽，是利用DNA体外重组技术将目的蛋白与其融合表达形成的一种多肽或蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和纯化等操作。标签蛋白的种类繁多，各具特色，根据其应用和功能的不同，主要可以分为亲和标签、表位标签和荧光标签三大类。下面将对这三类标签蛋白进行详细的介绍。
一、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。这类标签通常能够与特定的配体或树脂结合，从而实现目的蛋白的分离和纯化。
1. SUMO（small ubiquitin-like modifier）标签：
• 是一种小分子泛素样修饰蛋白，可作为重组蛋白表达的融合标签和分子伴侣。
• 可以进一步提高融合蛋白的表达量，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。
• 序列较长，但具体序列因不同来源或变体而有所差异。
2. Trx（Thioredoxin）标签：
• 硫氧还蛋白是一系列广泛存在于生物体内的氧化还原酶，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，但具有良好的热稳定性和促溶效率。
3. MBP（Maltose Binding Protein）标签：
• 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。
• 可增加在**中过量表达的融合蛋白的溶解性，尤其是真核蛋白。
• 可通过**分析很方便地检测，也可用位点专一的蛋白酶切割标签。
4. GST（Glutathione S-Transferase）标签：
• 谷胱甘肽巯基转移酶标签蛋白本身是一个在**过程中起到重要作用的转移酶。
• 可增加外源蛋白的可溶性，并可在大肠杆菌中大量表达，起到提高表达量的作用。
• 表达的GST标签蛋白可直接从**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。
5. 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。
• 可加在目标蛋白的N端和C端，融合表达后，可被生物素连接酶生物素化。
• 除了用于蛋白质分离纯化，还用于蛋白质相互作用研究。
二、表位标签
表位标签往往是短肽序列，可用于**学应用，如Western Blot和**共沉淀等。这类标签通常能够被特定的抗体识别，从而实现目的蛋白的检测和定量分析。
1. His（Histidine）标签：
• His6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。
• 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。
• **原性相对较低，可将纯化的蛋白直接注射动物进行**制备抗体。
2. FLAG标签：
• FLAG标签蛋白为编码8个氨基酸的亲水性多肽（DYKDDDDK）。
• 载体中构建的Kozak序列使得带有FLAG的融合蛋白在真核表达系统中表达效率更高。
• 可以直接通过FLAG进行亲和层析，此层析为非变性纯化，可以纯化有活性的融合蛋白，并且纯化效率高。
3. HA（Hemagglutinin）标签：
• HA标签蛋白是一种长度为9个氨基酸的多肽，来源于人流感病毒HA分子的第98-106位残基。
• 分子量为1.1KDa，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。
• 易于用Anti-HA抗体检测和ELISA检测。
4. Myc标签：
• 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。
• 应用于Western-blot杂交技术、**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。
三、荧光标签
荧光标签可用于活细胞和死细胞检测，*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）等。它们被广泛用于影像学研究，如细胞定位和共表达实验。
1. GFP（Green Fluorescent Protein）标签：
• 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。
• 在可见光谱的绿色部分具有荧光发射波长，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。
• 增强型绿色荧光蛋白（eGFP）相对于GFP，其荧光强度更强、荧光性质更稳定。
2. 其他荧光蛋白标签：
• 除了GFP外，还有OFP、RFP、YFP等荧光蛋白标签。
• 这些荧光蛋白具有不同的激发和发射波长，可以实现多色标记和共表达实验。
• 例如，mCherry是从DsRed演化来的性能*好的一个单体红色荧光蛋白，可以和GFP系列荧光蛋白共用。
四、其他特殊标签
除了上述常见的标签蛋白外，还有一些特殊标签，如SNAP-Tag、HaloTag等。
1. SNAP-Tag：
• 是新一代的蛋白标签技术，具有专一性极高而且稳定的优点。
• 适用于多种环境下的蛋白质检测与纯化，如活细胞内、溶液中、或固态相（如SDS-PAGE gels）等。
• 能与底物高特异性地共价结合，使蛋白标记上生物素或荧光基团。
2. HaloTag：
• 是一种脱卤素酶的遗传修饰衍生物，可与多种合成的HaloTag配基有效地共价结合。
• 分子量为33KDa的单体蛋白能融合在重组蛋白的N端或C端，并在原核和真核系统中表达。
• HaloTag配基是小分子化学物，能够在体外或体内与HaloTag蛋白共价结合。
五、总结
标签蛋白的种类繁多，各具特色，在重组蛋白的生产和研究中发挥着重要的作用。选择合适的标签蛋白不仅可以提高生产效率，还可以为蛋白的检测、纯化和示踪提供便利。在实际应用中，需要根据实验目的和需求，综合考虑标签蛋白的大小、对蛋白质本身功能的影响、纯化效率、检测灵敏度等因素，合理选择和设计标签蛋白。同时，也需要注意标签蛋白的切除方法和条件，以避免对后续实验和应用造成干扰。
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