Recombinant Protein G, His-tag

背景^[1][2][3]

链球菌Recombinant Protein G( Streptococcus protein G)，是某些链球菌细胞壁中的一类能够与许多哺乳动物免疫球蛋白特异性结合的蛋白。1973年，Kronvall报道了链球菌A、C和G群许多菌株的细胞壁及培养上清中含有能与IgG结合的蛋白质。后来，Erntell等报道链球菌C、G用的一些菌株及纯化的G蛋白除结合IgG Fc段外，亦能与F(ab)2段结合。

由于链球菌细胞壁中的Recombinant Protein G含量低，直接提取过程复杂，得率很低。通过基因与蛋白质工程技术体外重组表达，是近年来获取Recombinant Protein G的主要方法。蛋白质晶体结构显示，野生型Recombinant Protein G中存在若干个独立的IgG结合区，它可能替代全长的Recombinant Protein G直接用于抗体纯化，并且分子量较小的单个功能区更适合克隆操作，用 于进一步的结构重组及修饰，因而具有独特的优势和应用价值。

由于Recombinant Protein G能特异性结合抗体的能力，因此Recombinant Protein G及其修饰衍生物得到了广泛应用和研究。比如，Jeong Min Lee等人通过基因克隆技术将Recombinant Protein G的IgG结合区末端修饰1-3个半胱氨酸，将其固定在金表面，定向捕捉抗体,并能增强捕捉抗原的能力；Yong Taik Lim等人在Recombinant Protein G的一端修饰一段穿膜肽，另一端修饰亲和性尾巴，把功能化的纳米粒子及无任何修饰的目标抗体输送到细胞体内，进行细胞靶向、成像及线粒体的操纵。

Hideki Watanabe等人克隆了一系列Recombinant Protein G的突变体，而其中有些突变体随着环境条件（pH、盐离子浓度等）的变化与抗体IgG Fc段的结合力有着明显的不同，这就为中性环境下纯化疗效性抗体提供了有力手段；P. Encinas等人重组了Recombinant Protein G不同长度的氨基酸片段与ELISA方法相结合，检测了病毒出血性的败血症病毒抗体。但迄今未见可特异性结合IgG Fc段的Recombinant Protein G修饰衍生物的报道。

固定化金属离子亲合层析Immobilizedmetalionaffinitychromatography,IMAC)，简称金属螯合亲合层析，是一种新型的应用于原核蛋白纯化的技术。该方法通过蛋白质表面的一些特殊的氨基酸，使之与金属离子发生相互作用，从而对蛋白质进行亲和纯化。这些作用包括配价键结合、静电吸附、共价键结合等，其中以6个组氨酸残基组合的融合标签（His-Tag）在原核蛋白表达中的应用最为显著。

Recombinant Protein A，His-tag定义及意义^[1][2][3]

Recombinant Protein A，His-tag的序列如下： MTYKLILNGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFKQYANDNGVDGEWTYDDAT KTFTVTEKPEVIDASELTPAVTTYKLVINGKTLKGETTTEAVDAATAEKVFK QYANDNGVDGEWTYDDATKTFTVTEKPEVIDASELTPAVTTYKLVINGKTL KGETTTKAVDAETAEKAFKQYANDNGVDGVWTYDDATKTFTVTE.

His-tag：组氨酸标签（Histidine-tag），基因工程构建的纯化标记最通行的标记之一，是在蛋白质的氨基端加上6~10个组氨酸，在一般或变性条件（如8M尿素）下借助它能与Ni2+螯合柱紧紧结合的能力，用咪唑洗脱，或将pH降至5.9使组氨酸充分质子化，不再与结合Ni²⁺使之得以纯化。

His-tag对镍离子的特异性吸附能力,对于Recombinant Protein G, His-tag在电极上连接镍离子基团并鳌合，Recombinant Protein G进行定向固定化,进行了石英晶体微天平实验。通过Recombinant Protein G, His-tag在金晶振电极上的吸附行证明了Recombinant Protein G, His-tag的定向固定化能力。

主要参考资料

[1] 宫照龙,何新舟,曹晖,许允立. 重组Recombinant Protein G的制备及应用[P].

[2] 林乐懿. His-tag标记的嗜热菌来源L-脯氨酸脱氢酶的纯化与性质研究及生物感应器构建的研究[D]. 北京化工大学, 2010.

[3] 彭统全. 串联表达蛋白A/G/L Ig结合结构域及其在口蹄疫鉴别诊断中的应用[D]. 东北农业大学, 2015.