Strep-tag® 0 基础如何入门？

Strep-tag^®技术是亲和纯化重组蛋白的常用工具，它基于自然界中最强的非共价相互作用之一，即生物素与链霉亲和素的相互作用。该纯化系统的突出特点是纯化过程温和、目的蛋白纯度高、特异性强、兼容多种表达系统，对于有挑战性蛋白的纯化十分有帮助，因此近些年来脱颖而出。

本文将从以下方面介绍Strep-tag^®技术：

• 标签介绍
• 纯化原理
• 标签-配体
• 纯化步骤
• 系统特点

  标签介绍

  目前有2种广泛使用的Strep标签：
  

  它们分别是：

  Strep-tag^®II

  • 8 aa小标签(Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys)
  • 可放在N- 或 C-terminus
  • 不影响蛋白折叠和功能，无需移除
  • 分子量 1058Da

  Twin-Strep-tag^® （也有叫做双Strep-tag^®II）

  • 28 aa 标签(WSHPQFEK-GGGSGGGSGG-SA-WSHPQFEK)
  • 两段Strep-tag^®II标签序列
  • 较Strep-tag^®II对于Strep-Tactin^®有更高亲和力
  • 分子量 2887Da

  二者均为小标签，不会对蛋白质的结构和功能活性产生影响，因此通常不需要在纯化后将其移除。

  纯化原理

  Strep标签纯化蛋白质的技术原理，是利用自然界中最强的非共价作用之一：生物素(biotin)和链霉亲和素(streptavidin)之间的相互作用。将链霉亲和素改进后，就得到了非常稳定的Strep-Tactin^®。Strep-Tactin^®同样也是一种蛋白质，能高效且可逆的结合短肽标签Strep-tag^®，而且它保留了结合生物素的能力。当生物素加入时，会作为特异性的竞争剂，用于洗脱Strep-tag^®标签蛋白。

  标签-配体

  搭配Strep标签进行蛋白纯化的配体有2种：Strep-Tactin^®和Strep-Tactin^®XT，都可以结合2种Strep标签(注:Strep-tag II也能与Strep-Tactin^®XT结合)。
  

  Strep-Tactin^®和Strep-Tactin^®XT 均是优化过的链霉亲和素，为四聚体形式。每个单体的分子量为13 kDa。总分子量为52 kDa。

  由于Strep-Tactin^®在变性条件下并不稳定(例如:使用尿素时)，无法进行纯化，且进行批量纯化时，搭配Twin-Strep-tag^®效果仍有改善的空间。所以科研人员继续改进了Strep-Tactin^®，改进后得到的Strep-Tactin^®XT (XT意指extreme tight)，与Twin-Strep-tag亲和力更上一层楼。目前得到的这个纯化系统，其中标签与配体的键结力几近共价，但结合仍保持可逆，更适用于样本体积大，或是膜蛋白、低丰度蛋白、金属蛋白等有挑战性蛋白的纯化了。

  纯化步骤

  总体来说，Strep标签蛋白的纯化步骤与传统的亲和层析纯化步骤并无太大差别，但优点是整个纯化在生理条件下进行，而且耐受多种的纯化条件，像是高盐、去垢剂、变性条件等均可使用。

  值得注意的是，两种配体的洗脱和再生buffer稍有差别，使用的时候还需注意！

  系统特点

  • 高达 pM 范围的亲和力(K_D up to 6.2 x 10^-11 M)
  • 纯化树脂材质稳定
  • 小标签 (8-28 aa)无需移除，不影响蛋白折叠和功能
  • 极高的蛋白纯度（纯度＞95%）
  • 应用于多种目标蛋白检测系统：Western blot, ELISA, 免疫荧光, FACS等
  • 兼容多种缓冲条件：高盐，洗涤剂，金属离子，螯合剂，还原剂
  • 适用于多种蛋白的纯化
  • Twin-Strep-tag^®标签蛋白固定在界面上时 (SPR, BLI) 蛋白不易脱落