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【普健生物知识百科】做蛋白表达别乱加标签！不同标签的优劣和用途一次讲清楚

发表时间：2025-07-17 访问次数：56

在我们做重组蛋白表达与纯化的日常工作中，“加标签”几乎成了标准动作。目的很简单：为了让蛋白能表达、能找到、能拉下来。标签的选择对重组蛋白表达至关重要。选得不当，轻则影响表达量或纯化效率，重则导致蛋白结构异常、功能丧失。因此，标签的设计绝非“随便加一个就行”。小编将系统梳理我们在不同表达系统中积累的经验教训与实用搭配，希望为您的实验设计提供参考。

His标签（Polyhistidine Tag）

His标签是最常用的亲和纯化标签之一，通常由6个连续的组氨酸残基构成，分子量小（约0.8 kDa），对目的蛋白的结构和功能影响较小。其主要优势在于可通过Ni²⁺或Co²⁺亲和层析柱进行高效纯化，操作简便，成本较低。

但需要注意的是，His标签纯化过程中容易存在非特异性结合的问题，纯度控制需要结合洗脱条件进行优化。此外，His标签的检测灵敏度相对较低，若用于Western Blot等检测手段，可能需要与其他标签联合使用。

His-tag标签纯化原理

Fig 1. His-tag标签纯化原理

GST标签（Glutathione S-transferase Tag）

谷胱甘肽-S-转移酶(GST)是一个由211个氨基酸组成的大小为26kDa序列，常用于提高重组蛋白的可溶性。GST与谷胱甘肽（GSH）具有高亲和力，可用于亲和层析纯化，常用于pull-down实验中分析蛋白-蛋白相互作用。

尽管GST在某些情况下可以显著改善蛋白的表达与溶解情况，但由于其体积较大，可能会对某些蛋白的天然构象或功能产生影响，尤其在结构研究或功能实验中，建议在纯化后通过特异性蛋白酶将标签去除。

GST标签纯化原理

Fig 2. GST标签纯化原理

Flag标签（DYKDDDDK）

Flag标签是一种短小的亲水性肽段（常见序列为DYKDDDDK），分子量小，具有良好的抗体识别能力，常用于Western Blot、免疫沉淀（IP）及免疫荧光（IF）等检测实验中。

Flag标签的优点在于特异性强，背景低，尤其在哺乳细胞表达体系中应用广泛。但其本身并不适用于亲和纯化，若需要进行纯化操作，通常需要高成本的抗Flag亲和柱。Flag标签更适合作为检测标签，或与His等其他标签联合使用。

Flag标签结构

Fig 3. Flag标签结构

MBP标签（Maltose-Binding Protein Tag）

MBP标签分子量较大（约42 kDa），在提升重组蛋白溶解性方面效果显著。尤其对于在原核表达系统中易形成包涵体的蛋白，MBP标签往往能提高其可溶表达比例，因而在特定情况下具有较强的实用价值。

不过，由于MBP体积较大，其对目标蛋白的干扰也相对较强。在某些功能性或结构性研究中，可能需要通过酶切去除该标签。MBP纯化系统通常依赖麦芽糖亲和柱，成本和操作流程相对复杂，需根据实验目的谨慎选择。

MBP标签纯化原理

Fig 4. MBP标签纯化原理

HA标签（Hemagglutinin tag）

起源于流感病毒的血凝素蛋白，由9个氨基酸构成（YPYDVPDYA），与特异性抗HA抗体结合良好，适合用于蛋白的检测和定位。HA标签广泛用于Western blot、免疫沉淀、免疫荧光和细胞内蛋白表达检测，适合与其他标签搭配使用构建双标签系统。

HA标签结构

Fig 5. HA标签结构

Strep-tag II标签

是一个由8个氨基酸组成的小标签（WSHPQFEK），设计用于与Strep-Tactin树脂高度特异结合，实现温和的亲和纯化流程。它的优势在于洗脱条件温和、蛋白活性保持良好，适合对蛋白结构和功能有高要求的实验，缺点是成本略高且依赖专用树脂。为进一步提升结合强度，进一步有了Twin-Strep-tag。它由两个 Strep-tag II 以柔性连接肽连接而成，相较于单个Strep-tag，它与Strep-Tactin的亲和力提高了一个数量级以上，可实现更高效、更特异的纯化效果，尤其适用于目标蛋白表达量低或背景复杂的体系。

Strep标签纯化原理