HIS標(biao)簽(qian)蛋白是(shi)壹(yi)種(zhong)在分子(zi)生物(wu)學(xue)和(he)生物(wu)技(ji)術(shu)中廣(guang)泛(fan)使(shi)用的(de)標記(ji)蛋白(bai)。HIS標(biao)簽(qian)是由6個(ge)組氨(an)酸(suan)殘基(ji)(通常(chang)為His6)組成的(de)短肽(tai)鏈,常(chang)用於(yu)通(tong)過(guo)親和(he)層析技(ji)術(shu)純化目的(de)蛋白(bai)。該標簽(qian)具有(you)很強的(de)親和(he)力,可(ke)以(yi)與(yu)某(mou)些(xie)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)如(ru)鎳(nie)(Ni²⁺)或(huo)鈷(Co²⁺)離子(zi)結合(he),從而提供高效、選(xuan)擇(ze)性(xing)強(qiang)的(de)純化手段(duan)。HIS標簽(qian)的(de)使(shi)用大大(da)提高了蛋白(bai)純化的(de)效率(lv)和(he)便捷(jie)性(xing),尤其(qi)是在大(da)規(gui)模表(biao)達(da)和(he)純化重組蛋(dan)白時,HIS標(biao)簽發揮了(le)重要作(zuo)用。
核(he)心原(yuan)理是組氨(an)酸(suan)與金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)結合(he)能力。通(tong)常(chang),HIS標簽(qian)被融合(he)到(dao)目標(biao)蛋白(bai)的(de)N端或(huo)C端,在表(biao)達(da)過程中,標(biao)簽(qian)和(he)目標(biao)蛋白(bai)壹起(qi)被(bei)合(he)成。在進(jin)行(xing)蛋白(bai)純化時,使(shi)用裝(zhuang)有金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)親和(he)層析柱(例(li)如(ru)Ni-NTA柱(zhu)),HIS標簽中的(de)組氨(an)酸(suan)殘基(ji)會與柱(zhu)中(zhong)的(de)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)形(xing)成配位鍵,從而使(shi)帶有HIS標(biao)簽的(de)目標(biao)蛋白(bai)牢牢吸附在柱(zhu)上(shang)。通過(guo)洗脫操(cao)作,去(qu)除(chu)未(wei)結(jie)合(he)的(de)雜蛋(dan)白,最終(zhong)可以(yi)通(tong)過(guo)改(gai)變pH值(zhi)或(huo)加入(ru)競爭(zheng)性(xing)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)(如(ru)Imidazole)來(lai)洗脫純化的(de)目標(biao)蛋白(bai)。

1.高(gao)效的(de)純化
HIS標簽在蛋(dan)白(bai)表達(da)過程中幾(ji)乎(hu)與(yu)目標(biao)蛋白(bai)同步(bu)生成,因此(ci)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)親和(he)層析高效地分離和(he)純化蛋白。相比傳(chuan)統(tong)的(de)純化方法(fa),HIS標簽純化方法(fa)更加簡便且不(bu)容易(yi)喪(sang)失(shi)蛋白(bai)的(de)活(huo)性(xing)。
2.選(xuan)擇(ze)性(xing)強(qiang)
通過(guo)與(yu)特定(ding)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)的(de)親和(he)作用,能夠在混(hun)合(he)蛋白(bai)樣本中選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)捕獲目標(biao)蛋白(bai),極大(da)地(di)減(jian)少(shao)了(le)純化過程中的(de)雜蛋(dan)白。
3.適用範圍(wei)廣(guang)
可在多(duo)種(zhong)表(biao)達(da)系統中(zhong)使(shi)用,包括(kuo)大腸桿(gan)菌、酵母、昆蟲細胞(bao)及(ji)哺乳動物(wu)細胞(bao)等(deng),具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)適用性(xing)。
4.不(bu)影響(xiang)蛋白(bai)結構和(he)功能
通(tong)常(chang)由6個(ge)氨(an)基酸(suan)(His6)組成,體積(ji)小,不(bu)會顯著(zhu)改變目標(biao)蛋白(bai)的(de)結構(gou)與功能。通常(chang)情況(kuang)下,標簽(qian)不(bu)會對蛋(dan)白(bai)的(de)折(zhe)疊(die)和(he)活(huo)性(xing)產(chan)生負(fu)面(mian)影(ying)響(xiang),但也有可能在某(mou)些(xie)特殊(shu)情況(kuang)下對蛋(dan)白(bai)產生幹(gan)擾。
5.可以(yi)進(jin)行(xing)進(jin)壹步(bu)的(de)修飾
可(ke)通(tong)過(guo)不(bu)同的(de)化學(xue)修飾技(ji)術(shu)進壹步(bu)修飾,增(zeng)強(qiang)其(qi)特異性(xing)或(huo)為後(hou)續實(shi)驗(yan)提供便利。
HIS標(biao)簽蛋白的(de)應用:
1.蛋白表(biao)達(da)與純化
主(zhu)要應(ying)用是在重組蛋(dan)白的(de)表達(da)和(he)純化中。通過構建(jian)含(han)有HIS標簽的(de)表達(da)載(zai)體,將其(qi)轉化到(dao)大腸(chang)桿(gan)菌或其(qi)他細胞(bao)中(zhong)進行目標(biao)蛋白(bai)的(de)高效(xiao)表達。表達後(hou)的(de)蛋白(bai)可以(yi)通(tong)過(guo)親和(he)層析方法(fa)純化,去(qu)除(chu)雜(za)蛋(dan)白(bai),提高目標(biao)蛋白(bai)的(de)純度(du)。
2.抗體篩(shai)選(xuan)
還可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)抗原用於(yu)免(mian)疫(yi)原(yuan)性(xing)研(yan)究。通(tong)過將含有HIS標簽(qian)的(de)蛋白(bai)表達後(hou),利用該標簽(qian)特異性(xing)誘(you)導產(chan)生抗-HIS抗體,後(hou)續可(ke)以(yi)利(li)用這(zhe)些(xie)抗體進(jin)行(xing)蛋白檢(jian)測或(huo)免(mian)疫(yi)沈澱等(deng)實(shi)驗(yan)。
3.蛋(dan)白交(jiao)互研究(jiu)
不(bu)僅能幫(bang)助(zhu)蛋白的(de)純化,還能用於(yu)研(yan)究(jiu)蛋(dan)白間的(de)相互作用。通過(guo)共沈澱實(shi)驗(yan),研(yan)究(jiu)人(ren)員可以(yi)借(jie)助抗-HIS抗體捕捉與(yu)目標(biao)蛋白(bai)相互作用的(de)其(qi)他蛋白,進而了(le)解蛋(dan)白(bai)的(de)功能。
4.融(rong)合(he)蛋白(bai)的(de)功能研究(jiu)
許多(duo)研(yan)究(jiu)利(li)用HIS標簽(qian)作為壹(yi)個(ge)輔(fu)助標(biao)簽(qian)與(yu)其(qi)他蛋白進行融(rong)合(he),形(xing)成融合(he)蛋白(bai)。例(li)如(ru),將酶(mei)活(huo)性(xing)標(biao)記(ji)物(wu)與(yu)HIS標簽融合(he),研究(jiu)該蛋白(bai)在體(ti)內(nei)的(de)定位(wei)與功能。