32.11: 标记和融合蛋白

蛋白质参与多种细胞过程和生化反应。分析感兴趣的特定蛋白质需要将其与细胞中的其他蛋白质分离。这是通过在合适的宿主中过表达特定基因以产生大量靶蛋白来实现的。标签或标签与基因重组，产生包含靶蛋白和标签的融合蛋白。这些融合蛋白上的标签可用于简单的检测和纯化过程。亲和标签、表位标签、报告基因标签、荧光标签和自剪接内含肽标签只是可用的各种蛋白质标签中的一小部分。

谷胱甘肽 S-转移酶标签

谷胱甘肽 S-转移酶 （GST） 是一种 211 个氨基酸的蛋白，通常用于标记重组蛋白。包含目标基因和 GST DNA 序列的表达载体用于在合适的宿主（如大肠杆菌）中表达。重组蛋白的 N 端或 C 端可以用 GST 标记。与未标记的天然蛋白相比，GST 标签还增加了融合蛋白的溶解度。由于 GST 是一种酶，因此它对其底物谷胱甘肽具有很高的结合特异性。这种底物特异性用于通过使用谷胱甘肽包被的微珠基质的亲和层析纯化 GST 标记的蛋白质。

标签切割和自拼接

虽然蛋白质标签允许纯化目标蛋白质，但它们可能会阻碍进一步的蛋白质分析。在这种情况下，使用蛋白水解酶切割标签。由于这些蛋白酶仅在特定位点裂解，因此融合蛋白在靶蛋白和标签之间设计有这样的切割位点。另一种方法使用自剪接蛋白片段，称为内含肽，无需额外的酶即可从靶蛋白上剪接标签。在这种方法中，内含肽片段也被重组到融合蛋白中，位于标签蛋白和靶蛋白之间。这些内含肽仅在特定条件下（例如存在巯基化合物或特定的 pH 值和温度）才会自剪接。因此，在纯化融合蛋白后可以特异性诱导剪接，以获得用于进一步分析的纯靶蛋白。