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Ventajas de la expresión y purificación de la proteína His tag

Tiempo de actualizacion : 2020-11-06

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Ventajas de la expresión y purificación de la proteína His tag
Su etiqueta se basa en la cadena lateral de residuos de histidina en la superficie de la proteína. En condiciones neutras y débilmente alcalinas, puede interactuar con iones metálicos inmovilizados (como iones Ni, iones Zn, iones Co, etc.) para lograr una proteína purificada. Es una de las etiquetas de purificación de proteínas más comunes en la actualidad.

1. ¿Qué es His-tag?

His-tag es la etiqueta más utilizada para la expresión y purificación de proteínas recombinantes. Ya sea que la proteína expresada sea soluble o de cuerpo de inclusión, puede purificarse mediante cromatografía de afinidad de iones metálicos inmovilizados (IMAC).

La cromatografía de afinidad de quelación de metales, también conocida como cromatografía de afinidad de iones metálicos inmovilizados (IMAC), es un nuevo tipo de tecnología de separación desarrollada en los últimos 30 años.

Fue propuesto por primera vez por Paroth et al. Este método utiliza el principio de que algunos aminoácidos de la superficie de la proteína, como la histidina, el triptófano y la cisteína, pueden interactuar con los iones metálicos para separar la proteína.

Estas funciones incluyen enlace coordinado, adsorción electrostática y enlace covalente. Entre ellos, el enlace coordinado es el principal. Entre ellos, la etiqueta 6-histidina (His-Tag) es la más utilizada.


La etiqueta de purificación His-Tag combinada con cromatografía de afinidad de quelación de metales proporciona una poderosa herramienta para la separación, expresión y purificación de proteínas recombinantes.

Dado que la cromatografía de afinidad de quelación de metales tiene las características de ligando simple, gran capacidad de adsorción, condiciones de separación suaves y gran versatilidad, las condiciones de carga de la muestra se pueden seleccionar en un amplio rango, bajo condiciones de alto contenido de sal, una cierta concentración de desnaturalizante y detergente. Bajo el capó, las proteínas con etiquetas de purificación 6His se pueden combinar específicamente con rellenos de afinidad, convirtiéndose gradualmente en una de las técnicas más efectivas para separar y purificar proteínas y otros productos de bioingeniería.


2. His-tag es la primera opción para la purificación de proteínas.


(1) His-Tag es muy pequeño y no tiene ningún efecto sobre la estructura de la proteína después de que se cristaliza la proteína de fusión;

(2) His-Tag en el N-terminal es compatible con el mecanismo de transcripción y traducción de las bacterias, lo que favorece la expresión y purificación de proteínas;

(3) Es más fácil utilizar IMAC (cromatografía de afinidad de iones metálicos inmovilizados) para purificar la proteína de fusión His-Tag;

(4) His-Tag casi no tiene ningún efecto sobre las características de la proteína diana en sí misma y no formará dímeros;

(5) La inmunogenicidad de His-Tag es relativamente baja y la proteína purificada se puede inyectar directamente en animales para la inmunización y preparación de anticuerpos;

(6) Construya una etiqueta de afinidad dual con otras etiquetas de afinidad y se puede aplicar a una variedad de sistemas de expresión.

3. Problemas habituales de la purificación de la proteína His tag


(1) Su proteína etiqueta no se une al medio

  • Causa posible: potencia de ultrasonido inadecuada (demasiado grande, la proteína está carbonizada, demasiado pequeña, la proteína no se libera por completo). Solución: cambie la potencia ultrasónica u otros métodos para romper las células.
  • La muestra o el tampón son inapropiados. Solución: asegúrese de que la concentración de agente quelante, agente reductor e imidazol en el tampón no sea muy alta.
  • La etiqueta His no está completamente expuesta. Solución: Agregue desnaturalizante (urea 4-8 M, clorhidrato de guanidina 4-6 M) al tampón y luego purifique con medio IMAC.
  • La etiqueta His está perdida. Solución: Si es necesario, aumente el número de His y asegure una expresión correcta, mientras reduce la velocidad de carga para asegurar un tiempo de incubación suficiente.

(2) Su proteína etiqueta es difícil de eluir en el medio.

  • Causa posible: las condiciones de elución son demasiado leves. Solución: aumente la concentración de imidazol eluido o baje el pH.
  • Causa posible: la proteína se deposita en el medio. Solución: reducir la carga de muestra y optimizar las condiciones de cromatografía.
  • Causa posible: unión no específica. Solución: agregue Triton X-100 al 2% y NaCl al tampón.

(3) El pico de elución tiene muchas impurezas.

Posibles razones: unión no específica, limpieza incompleta, degradación, etc. Solución: En el proceso de purificación, agregue inhibidores de proteínas para evitar la degradación, lávese bien después de la carga y agregue una cierta cantidad de NaCl e imidazol para reducir la unión no específica.

(4) Después de varias veces de uso, la eficiencia de unión de los medios y la eficiencia de la columna se reducen

Causa posible: se deposita una gran cantidad de impurezas en el medio. Solución: limpieza a fondo, tratamiento de regeneración de níquel IDA / IMAC.



Solo eligiendo un método de expresión y purificación de proteínas adecuado podemos obtener una proteína recombinante de alta pureza. Se puede utilizar una gran cantidad de proteínas recombinantes purificadas en una serie de campos biomédicos, como el cribado de fármacos, la investigación en biología estructural, la investigación en biología celular y la proteómica.

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