一文带你了解His标签蛋白纯化

2023-04-19 15:58:23, Wang Chengyi



目前,在重组蛋白行业,利用标签进行纯化,已经是一种成熟、高效的纯化方法。所谓标签蛋白,是指将蛋白质的N端或C端与某种蛋白质或多肽标签进行融合表达,得到的融合蛋白。由于标签与某些物质(如金属离子、葡聚糖等)具有特异性的吸附作用,因此可以用于蛋白质的捕获、富集与纯化。


Cytiva作为全球纯化领域的先行者,在标签蛋白纯化领域拥有种类广泛、质量上乘的产品家族。今天,我们将为您带来His标签蛋白的纯化解决方案。


图1:标签蛋白亲和层析:标签与填料发生特异性结合,通过改变缓冲液条件,将结合分子洗脱


关于His标签


His标签由多个组氨酸残基构成(一般为6到10个,6个最为常见)。由于组氨酸上的N原子能够与某些过渡金属离子形成配位键,所以利用这一特性,可以使用含有金属离子配基的填料来捕获和纯化His标签重组蛋白。His标签分子量小,对重组蛋白的性质影响很小,一般情况下不需要切除;而且成本较低,易于表达,是目前最常用的蛋白质标签。


表1:常见标签类型及特点


_

GST

MBP

Strep

His

大小

26 KDa

40 KDa

8 AA

6 AA

填料载量

30 mg/ml

10 mg/ml

6 mg/ml

40 mg/ml

纯度

★★

★★

★★★

促进溶解

★★

★★

去除标签

需要

需要

不需要

不需要

成本

中等

中等


在His标签纯化领域,Cytiva也拥有对应的纯化产品,今天,我们将为您介绍其中主要的一类:以镍离子为基础的亲和层析产品。


His标签纯化产品:镍离子填料与预装层析柱


目前,Cytiva拥有四款亲和层析填料,分别为:

Ni Sepharose 6 Fast Flow

Ni Sepharose High Performance

Ni Sepharose excel

TALON Superflow


图2:Ni Sepharsose 6 Fast Flow填料,拥有多种规格和预包装形式


目前,His标签蛋白纯化填料拥有5 mL至5 L的多种规格,充分满足从条件筛选、科学研究到商业化生产的多样化需求。此外,为了方便您的操作,提高实验效率,Cytiva还提供了多种预包装形式,包括:

1 mL或5 mL的HisTrap FF,以及20 mL的HisPrep FF 16/10预装层析柱,适用于实验室规模的自动纯化

用于手动纯化的His MultiTrap FF 96孔板以及His GraviTrap重力柱,操作快捷、简便,便于小规模的纯化与富集

适用于工艺开发的HiScreen Ni FF层析柱,4.7 mL的柱床体积,最大限度节省您的物料,10 cm的柱高,适合工艺放大,在条件筛选、实验优化等方面,是您的不二之选


1

Ni Sepharose 6 Fast Flow

Ni Sepharose 6 Fast Flow(FF)由粒径90 μm的高度交联琼脂糖颗粒构成,配基上螯合有镍离子,是目前最常用的His标签亲和层析填料之一。作为Cytiva镍离子亲和填料的主力军,Ni Sepharose 6 Fast Flow具有如下显著优势:

耐受高流速(150 cm/h),快速、可靠地完成标签蛋白纯化工作,并支持工艺放大

高结合载量,镍离子结合力强不易脱落

对还原剂、清洗剂和其他添加剂有广泛的兼容性


2

Ni Sepharose High Performance

Ni Sepharose High Performance(HP)是一款以高度交联的琼脂糖为基架、镍离子螯合基团作为配基的亲和层析填料。与另外两款填料相比,它具有最小的粒径(34 μm),所以使用HP填料进行纯化时,可以得到更高的分辨率,样品的纯度也会得到显著提高,适合用于对纯度有较高要求的实验。


3

Ni Sepharose excel

Ni Sepharose excel填料是一款拥有极强镍离子结合能力的His标签亲和层析填料,对缓冲液的兼容能力强,能够耐受100 mM的EDTA,在实验过程中,可以省去缓冲液置换等操作,节省时间,提高效率。此外,由于镍离子极低的脱落,使用碱清洗填料时可以做到无需脱镍直接清洗,避免交叉污染的同时,提高了效率。


4

TALON Superflow

TALON Superflow是一款钴离子亲和填料,与镍离子相比,钴离子与His标签蛋白的特异性亲和更强,但载量较小,适合用于纯度比收率更重要的His标签蛋白纯化实验。


应用案例-使用HiScreen Ni FF纯化带有His标签的绿色荧光蛋白


材料与方法:本实验中,使用HiScreen Ni FF层析柱(预装有FF填料)纯化带有(His)6标签的绿色荧光蛋白GFP-(His)6,蛋白由大肠杆菌表达,粗样品共计40 mL。

实验结果:层析结果如下图所示。通过咪唑溶液线性梯度洗脱,在490 nm波长下,检测到洗脱峰,证明目的蛋白被成功洗脱。


图3:层析实验条件与结果


SDS-PAGE结果如下图所示,在pool 2中得到纯度较高的GFP-(His)6,纯度大于95%,共收集到目标蛋白42 mg。


图4:SDS-PAGE实验结果


根据案例中的实验结果,不难看出,Cytiva的镍离子填料在His标签蛋白的纯化上应用效果好,纯度与收率均有保证。未来,Cytiva将持续在纯化领域不断耕耘,为您的科学研究保驾护航。


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课程题目:《His标签纯化历险记》

1. His标签蛋白纯化原理及过程
2. 如何挑选合适的纯化产品
3. His标签纯化常见问题及避“坑”指南



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