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his-tag组氨酸融合蛋白 和GST-tag谷胱甘肽融合蛋白 亲和层析的原理

按:本文中,通过图片形象的描述着两种纯化的结合作用力,以及洗脱的原理。希望通过对这些图片的说明,可以帮助了解实验的原理。


his- tag所用层析凝胶的基质上连接了一个NTA([=nitrilotriacetic acid]氮基三乙酸),可以与Ni离子结合,而Ni离子与融合蛋白的6Xhis氨基酸之间产生如图的吸引力,从而将带有his-tag组氨酸标签的融合 蛋白与其它蛋白区分开来。

从图中可以看到,组氨酸残基红色的五元咪唑环是蛋白与Ni离子作用的关键。

因此当我们用高浓度的咪唑(imidazole)溶液洗脱的时侯(如250mM),咪唑便于蛋白质his-tag的咪唑环竞争结合,最终将融合蛋白从凝胶上洗脱下来。

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左图是用以纯化GST-tag融合蛋白的凝胶主要结构,凝胶手臂上通过硫键结合一个谷胱甘肽(如右图所示)。

GST-tag纯化的作用力在于谷胱甘肽与谷胱甘肽转移酶之间酶和底物的特异性的作用力。凝胶上的手臂谷胱甘肽可以与GST-tag融合蛋白以这样的形式作用,从而将带标签的蛋白与其他蛋白分离开。

左图中中间红色的部分既为谷胱甘肽。

谷胱甘肽通常有氧化型GSSG和还原型GSH,当我们使用GSH洗脱时,GSH会与凝胶上的谷胱甘肽竞争结合融合蛋白,从而将目标蛋白洗脱。

注:自上到下,图一来自于Chiagen,图二来自百度百科,图三来自于GE,图四来自于维基百科,图五使用1R5A.pdb,由作者生成图片。