蛋白标签，是重组蛋白制备中的“多功能工具”。它指重组蛋白制备过程中与目的蛋白融合表达的蛋白或多肽，作用一般有：促进目的蛋白的可溶性和稳定性；便于目的蛋白被检测；便于目的蛋白纯化。随着研究的需求和技术的发展，各种标签应运而生，多样化的标签可以满足不同的实验目的。下面我们按标签类型逐一介绍。
- 常用标签速查表
- 小分子量标签：6*His、Flag、c-Myc、Avi
- 大分子量标签：GST、Sumo、TrxA、MBP
- 报告性标签：eGFP、eCFP、eYFP
- 标签选择建议
- 常见问题解答（FAQ）
下表汇总了常用标签的序列与分子量，方便快速查阅。
| 标签 | 序列 | 分子量 |
|---|---|---|
| 6*His | HHHHHH | 0.84 kd |
| Flag | DYKDDDDK | 1.01 kd |
| GST | MSPILGYWKIKGLVQPTRLLLEYLEEKYEEHLYERDEGDKWRNKKFELGLEFPNLPYYIDGDVKLTQSMAIIRYIADKHNMLGGCPKERAEISMLEGAVLDIRYGVSRIAYSKDFETLKVDFLSKLPEMLKMFEDRLCHKTYLNGDHVTHPDFMLYDALDVVLYMDPMCLDAFPKLVCFKKRIEAIPQIDKYLKSSKYIAWPLQGWQATFGGGDHPPKSDLVPRGSPEFPGRLERPHRD | 26 kd |
| FC | PRGPTIKPCPPCKCPAPNLLGGPSVFIFPPKIKDVLMISLSPIVTCVVVDVSEDDPDVQISWFVNNVEVHTAQTQTHREDYNSTLRVVSALPIQHQDWMSGKEFKCKVNNKDLPAPIERTISKPKGSVRAPQVYVLPPPEEEMTKKQVTLTCMVTDFMPEDIYVEWTNNGKTELNYKNTEPVLDSDGSYFMYSKLRVEKKNWVERNSYSCSVVHEGLHNHHTTKSFSRTPGK | 26 kd |
| c-Myc | EQKLISEEDL | 1.2 kd |
| HA | YPYDVPDYA | 1.1 kd |
| Sumo | MSDSEVNQEAKPEVKPEVKPETHINLKVSDGSSEIFFKIKKTTPLRRLMEAFAKRQGKEMDSLRFLYDGIRIQADQTPEDLDMEDNDIIEAHREQIGG | 14 kd |
| Arg6 | RRRRR | 0.86 kd |
| TrxA | MSDKIIHLTDDSFDTDVLKADGAILVDFWAEWCGPCKMIAPILDEIADEYQGKLTVAKLNIDQNPGTAPKYGIRGIPTLLLFKNGEVAATKVGALSKGQLKEFLDANLA | 14 kd |
| CBP | KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL | 4 kd |
| MBP | MKIEEGKLVIWINGDKGYNGLAEVGKKFEKDTGIKVTVEHPDKLEEKFPQVAATGDGPDIIFWAHDRFGGYAQSGLLAEITPDKAFQDKLYPFTWDAVRYNGKLIAYPIAVEALSLIYNKDLLPNPPKTWEEIPALDKELKAKGKSALMFNLQEPYFTWPLIAADGGYAFKYENGKYDIKDVGVDNAGAKAGLTFLVDLIKNKHMNADTDYSIAEAAFNKGETAMTINGPWAWSNIDTSKVNYGVTVLPTFKGQPSKPFVGVLSAGINAASPNKELAKEFLENYLLTDEGLEAVNKDKPLGAVALKSYEEELAKDPRIAATMENAQKGEIMPNIPQMSAFWYAVRTAVINAASGRQTVDEALKDAQT | 40 kd |
| Avi | GLNDIFEAQKIEWHE | 1.8 kd |
| eGFP | MVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDATYGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTLTYGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRIELKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMADKQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMDELYK. | 27 kd |
| eCFP | MVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDATYGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTLTWGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRIELKGIDFKEDGNILGHKLEYNYISHNVYITADKQKNGIKANFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMDELYK | 27 kd |
| eYFP | MVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDATYGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTFGYGLQCFARYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRIELKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMADKQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSYQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMXELYKS | 27 kd |
这类标签一般为多肽序列，主要作用是便于蛋白纯化，也可用于蛋白的检测鉴定。由于分子量小，基本不影响目的蛋白的结构，一般与分子量较大的蛋白融合表达。小分子标签通常有：6*His tag、Flag tag、c-Myc tag、HA tag、Arg6 tag、AviTag 等，其中最常用的标签为 6*His tag、Flag tag 和 c-Myc tag。
主要应用：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。
特点：
- 标签的分子量小；
- 可在非离子型表面活性剂存在/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；
- 可应用于多种表达系统，纯化的条件温和；
- 可以和其它的亲和标签一起构建双亲和标签；
- 免疫原性相对较低。
主要应用：广泛的应用于蛋白表达、纯化、鉴定、功能研究及其蛋白相互作用等相关领域，在真核表达系统中表达效率更高。
特点：
- 其通常不会与目的蛋白相互作用，便于研究人员对融合蛋白进行下游研究。
- 其目的蛋白，可直接通过 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。
- 其可以被抗 FLAG 的抗体识别，便通过 Western Blot、ELISA 等方法对含有 FLAG 的融合蛋白进行检测、鉴定。
- 融合在 N 端的 FLAG，其可以被肠激酶切除（DDDK），从而得到特异的目的蛋白。
主要应用：应用在 Western Blot 杂交技术、免疫沉淀和流式细胞计量术中，可用于检测重组蛋白质在靶细胞中的表达。含 11 个氨基酸作为抗原表位表达在不同的蛋白质框架中仍可识别其相应抗体。
主要应用：除了用于蛋白质分离纯化，还用于蛋白质相互作用研究。
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。
小结：由于小分子量标签不影响蛋白的结构，一般可以不用去除，可实现大规模的生产，并且现在市面上有相应的小分子量标签抗体，可便于检测蛋白表达情况，因此小分子量标签在实验和生产中使用最多。
大分子量标签蛋白主要作用是促进目的蛋白的可溶性，促进蛋白正确折叠，提高稳定性，并且大分子量标签可以提高蛋白的表达量。大分子标签蛋白一般与目的蛋白之间由酶切位点链接，便于表达纯化后切除，由于标签的分子量较大，在空间结构上可能会对目的蛋白产生影响，也可在标签蛋白与目的蛋白之间添加链接多肽。常见的大分子标签有：GST tag、Sumo tag、TrxA tag、MBP tag 等。
主要应用：GST 融合表达系统广泛应用于各种融合蛋白的表达，可以在大肠杆菌和酵母菌等宿主细胞中表达。
特点：
- 它是一个高度可溶的蛋白；
- 它可在大肠杆菌中大量表达，起到提高表达量的作用；
- 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。
SUMO 标签蛋白是一种小分子泛素样修饰蛋白（Small ubiquitin-like modifier），是泛素（ubiquitin）类多肽链超家族的重要成员之一，既可蛋白标签，也可作为酶切水解位点。
特点：
- 提高融合蛋白的表达量；
- 抗蛋白酶水解，进而促进目的蛋白正确折叠；
- 提高目的蛋白的水溶性；
- 可由 SUMO 蛋白水解酶完整的切除，得到无标签目的蛋白。
TrxA 标签（硫氧还蛋白）分子量约 14 kd，常用于促进目的蛋白的可溶性和正确折叠，尤其适用于含二硫键的蛋白表达。
MBP 标签（麦芽糖结合蛋白）分子量约 40 kd，可显著提高目的蛋白的可溶性和表达量，常用于难溶性蛋白的表达与纯化。
注意：大分子标签可能影响目的蛋白的空间结构，因此通常需要在标签与目的蛋白之间设计酶切位点，纯化后切除标签，以获得天然状态的目的蛋白。
报告性标签蛋白主要用于目标基因在活细胞中的表达检测或目的蛋白定位检测。融合报告标签后，无需使用抗体或原位杂交等技术，无需破碎组织细胞，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。常见报告性标签有 eGFP、eCFP、eYFP tag。
分别是增强型绿色荧光蛋白/增强型黄绿色荧光蛋白/增强型黄绿色荧光蛋白/单体红色荧光蛋白，具有不同的激发波长发射波长，均由野生型荧光蛋白通过氨基酸突变和密码子优化而来。
特点：
- 标签蛋白自身发光，无需额外处理，直接用荧光显微镜即可观察到蛋白的表达情况；
- 标签蛋白的检测不受细胞内其他产物的影响，操作简便、快速；
- 灵敏度高，适用于高通量的药物筛选。
应用提示：报告性标签适合活细胞实时观察，但荧光蛋白分子量较大，可能影响目的蛋白的定位或功能，建议在预实验中设置对照。
蛋白标签在重组蛋白生产中具有非常重要的作用，使得各种蛋白的表达和纯化得以实现。在实验过程中标签的选择，可根据实验目的来选择标签：
- 若目的蛋白分子量较大、需要高纯度且不影响结构，优先考虑小分子量标签（6*His、Flag）；
- 若目的蛋白可溶性差、易形成包涵体，可考虑大分子量标签（GST、Sumo、MBP）促进可溶表达；
- 若需要实时观察蛋白定位或表达，可选择报告性标签（eGFP、eCFP、eYFP）。
钟鼎生物的蛋白表达服务可根据客户的实验目的，定制适合的蛋白表达方案，通过适合的标签快速表达出目的蛋白。
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