技术干货 | IP-MS中常用的亲和标签
阅读:738 时间:2024-11-27

免疫沉淀-质谱联用技术(IP-MS)是一种基于抗体与诱饵蛋白的特异性结合来实现互作蛋白富集和鉴定的实验方法。理论上,抗体与诱饵蛋白的特异性结合并不一定需要特定的标签,但在实际研究中,受限于诱饵蛋白的表达水平和抗体的有效性等因素,很多研究会在细胞或动物模型中表达带有标签的诱饵蛋白,并利用针对蛋白亲和标签的抗体进行IP实验。

 

在本篇文章中,小谱将从两个方面为大家进行干货分享,带大家了解亲和标签的类型和特征以及IP-MS中常用的亲和标签,欢迎感兴趣的小伙伴们阅读+收藏~

 

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亲和标签的类型和特征

 

亲和标签可以分为2大类:表位标签(epitope tags)和蛋白/结构域标签(protein/domain tags)。前者分子量较小,通常是由几个或十几个氨基酸组成的短肽,因而理论上对蛋白的结构、功能和活性的影响较小;后者的分子量通常较大,可能包含几十甚至数百个氨基酸,除了亲和纯化以外,大多还可以行使更复杂的功能。接下来给大家分别展示一下常见的表位标签和蛋白/结构域标签。

 

常见的表位标签:

 

  • Flag标签:

氨基酸序列为“DYKDDDDK”,通常可以3xFlag(DYKDHDGDYKDHDIDYKDDDK)的形式使用,能够获得更高的蛋白亲和纯化效率。

 

  • HA标签:

氨基酸序列为“YPYDVPDYA”,来源于人流感病毒血凝素(hemagglutinin)第98-106位氨基酸。可被Caspases 3/7切割,致使免疫反应性丧失,因此不建议对来源于凋亡细胞的蛋白使用。

 

  • V5标签:

氨基酸序列为“GKPIPNPLLGLDST”或更短形式的“IPNPLLGLD”,来源于副粘病毒猴病毒5的P/V蛋白。在哺乳动物表达系统中使用时可能发生交叉反应。

 

  • Myc标签:

氨基酸序列为“EQKLISEEDL”,来源于人原癌基因 Myc 蛋白的 c端 410-419位氨基酸。通常不建议在人源细胞的研究中使用。

  • His标签:

2-10个连续组氨酸(通常为6xHis)。通常以固相金属离子亲和层析(如镍柱)而非免疫沉淀的方法来进行标签蛋白的亲和纯化,在蛋白纯化中应用较为广泛。

 

  • Strep标签:

氨基酸序列为“WSHPQFEK”,通常以链霉亲和素(Strapavdin/Strep-Tactin)而非免疫沉淀的方法来进行标签蛋白的亲和纯化,其亲和效价较抗体更高,可以通过生物素进行竞争性洗脱。

 

常见的蛋白/结构域标签:

 

  • GFP/eGFP/YFP标签:

绿色荧光蛋白/增强型绿色荧光蛋白/黄色荧光蛋白。均由野生型荧光蛋白通过氨基酸突变和密码子优化而来。目前最常用的是eGFP蛋白标签,标签大小约24kD,其荧光强度更强、荧光性质更稳定、在真核表达系统中表达效率更高。

 

  • GST标签:

来源于谷胱甘肽巯基转移酶,标签大小约26kD。通常以还原性谷胱甘肽(GSH)进行亲和纯化。GST可以在大肠杆菌中大量表达,以提高外源融合蛋白的表达量;同时GST高度可溶,可以提高GST融合蛋白的可溶性。

 

  • MBP标签:

来源于大肠杆菌K12的malE基因编码的麦芽糖结合蛋白,标签大小约40kD。通常以交联淀粉亲和层析进行标签蛋白的亲和纯化。通常融合于外源蛋白N端,可以提高融合蛋白的表达量和溶解性。

 

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IP-MS中常用的亲和标签

 

BioGrid蛋白互作数据库是目前关于蛋白相互作用最全面的数据库之一,其中收录的自2022年以来发表的使用IP-MS鉴定蛋白互作的文献共有28篇。在这28项研究中,10篇未在IP-MS中使用标签,10篇使用了Flag标签,5篇使用了GFP标签,其中有2项研究使用了2种不同标签分别进行IP-MS实验。文献列表如下所示:

 

表1:BioGrid收录的自2022年以来使用IP-MS鉴定蛋白互作的文献列表

 

 

图1:BioGrid收录的自2022年以来使用IP-MS鉴定蛋白互作的文献的标签使用情况

 

本公司在近1年来(2023年7月至2024年7月)完成的IP-MS项目中有594项能够收集到标签相关信息,其中391个项目使用了蛋白亲和标签,Flag标签占265项,GFP标签59项,HA标签62项。如果您也想通过IP-MS研究蛋白质相互作用、揭示蛋白质作用机理,欢迎了解本公司推出的IP-MS蛋白互作组研究解决方案(点击标题查看详情)让专业的团队助力您的成果产出!

 

根据以上的调研结果,我们不难看出:在IP-MS研究中,蛋白亲和标签是一种广泛使用的技术方法。而在近年来使用蛋白亲和标签的IP-MS研究中,Flag、GFP和HA是应用最多的蛋白亲和标签。

 

参考文献

1. Oughtred R, Rust J, Chang C, Breitkreutz BJ, Stark C, Willems A, Boucher L, Leung G, Kolas N, Zhang F, Dolma S, Coulombe-Huntington J, Chatr-Aryamontri A, Dolinski K, Tyers M. The BioGRID database: A comprehensive biomedical resource of curated protein, genetic, and chemical interactions. Protein Sci. 2021 Jan;30(1):187-200. doi: 10.1002/pro.3978. Epub 2020 Nov 23. PMID: 33070389; PMCID: PMC7737760.

2. Mishra V. Affinity Tags for Protein Purification. Curr Protein Pept Sci. 2020;21(8):821-830. doi: 10.2174/1389203721666200606220109. PMID: 32504500.

 

撰稿人:尚骏

审稿人:肖宇琴