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Avantages de l'expression et de la purification des protéines His tag

Temps de mise à jour : 2020-11-06

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Avantages de l'expression et de la purification des protéines His tag
Son étiquette est basée sur la chaîne latérale des résidus d'histidine à la surface de la protéine. Dans des conditions neutres et faiblement alcalines, il peut interagir avec des ions métalliques immobilisés (tels que les ions Ni, les ions Zn, les ions Co, etc.) pour obtenir une protéine purifiée. C'est l'une des étiquettes de purification de protéines courantes à l'heure actuelle.

1. Qu'est-ce que His-tag?

His-tag est le tag le plus couramment utilisé pour l'expression et la purification de protéines recombinantes. Que la protéine exprimée soit soluble ou corps d'inclusion, elle peut être purifiée par chromatographie d'affinité d'ions métalliques immobilisés (IMAC).

La chromatographie d'affinité de chélation des métaux, également connue sous le nom de chromatographie d'affinité d'ions métalliques immobilisés (IMAC), est un nouveau type de technologie de séparation développé au cours des 30 dernières années.

Il a été proposé pour la première fois par Paroth et al. Cette méthode utilise le principe selon lequel certains acides aminés à la surface de la protéine, tels que l'histidine, le tryptophane et la cystéine, peuvent interagir avec des ions métalliques pour séparer la protéine.

Ces fonctions comprennent la liaison coordonnée, l'adsorption électrostatique et la liaison covalente. Parmi eux, la liaison coordonnée est la principale. Parmi eux, le tag 6-histidine (His-Tag) est le plus utilisé.


L'étiquette de purification His-Tag combinée à la chromatographie d'affinité de chélation des métaux constitue un outil puissant pour la séparation, l'expression et la purification de protéines recombinantes.

Étant donné que la chromatographie d'affinité pour chélation des métaux a les caractéristiques d'un ligand simple, d'une grande capacité d'adsorption, de conditions de séparation douces et d'une forte polyvalence, les conditions de chargement de l'échantillon peuvent être sélectionnées dans une large gamme, dans des conditions de sel élevé, une certaine concentration de dénaturant et de détergent Sous le capot, les protéines avec les étiquettes de purification 6His peuvent être spécifiquement combinées avec des charges d'affinité, devenant progressivement l'une des techniques les plus efficaces pour séparer et purifier les protéines et autres produits de bio-ingénierie.


2. His-tag est le premier choix pour la purification des protéines


(1) His-Tag est très petit et n'a aucun effet sur la structure de la protéine après la cristallisation de la protéine de fusion;

(2) Le His-Tag au niveau N-terminal est compatible avec le mécanisme de transcription et de traduction des bactéries, ce qui est propice à l'expression et à la purification des protéines;

(3) Il est plus facile d'utiliser IMAC (chromatographie d'affinité d'ions métalliques immobilisés) pour purifier la protéine de fusion His-Tag;

(4) His-Tag n'a pratiquement aucun effet sur les caractéristiques de la protéine cible elle-même et ne formera pas de dimères;

(5) L'immunogénicité de His-Tag est relativement faible, et la protéine purifiée peut être directement injectée à des animaux pour l'immunisation et la préparation d'anticorps;

(6) Construire une étiquette à double affinité avec d'autres étiquettes d'affinité, et peut être appliquée à une variété de systèmes d'expression.

3. Problèmes courants de la purification des protéines His tag


(1) Sa protéine tag ne se lie pas au milieu

  • Cause possible: puissance ultrasonore inappropriée (trop grande, la protéine est carbonisée, trop petite, la protéine n'est pas complètement libérée). Solution: modifiez la puissance ultrasonique ou d'autres méthodes pour briser les cellules.
  • L'échantillon ou le tampon est inapproprié. Solution: assurez-vous que la concentration d'agent chélateur, d'agent réducteur et d'imidazole dans le tampon n'est pas très élevée.
  • L'étiquette His n'est pas entièrement exposée. Solution: Ajouter un dénaturant (4 à 8 M d'urée, 4 à 6 M de chlorhydrate de guanidine) au tampon, puis purifier avec du milieu IMAC.
  • L'étiquette His est perdue. Solution: Si nécessaire, augmentez le nombre de His et assurez une expression correcte, tout en réduisant la vitesse de chargement pour assurer un temps d'incubation suffisant.

(2) Sa protéine tag est difficile à éluer sur le milieu

  • Cause possible: les conditions d'élution sont trop douces. Solution: augmenter la concentration d'imidazole élue ou abaisser le pH.
  • Cause possible: la protéine se dépose sur le milieu. Solution: réduire la charge de l'échantillon et optimiser les conditions de chromatographie.
  • Cause possible: liaison non spécifique. Solution: ajouter 2% de Triton X-100 et NaCl au tampon.

(3) Le pic d'élution contient de nombreuses impuretés

Raisons possibles: liaison non spécifique, nettoyage incomplet, dégradation, etc. Solution: Dans le processus de purification, ajoutez des inhibiteurs de protéines pour éviter la dégradation, lavez soigneusement après le chargement et ajoutez une certaine quantité de NaCl et d'imidazole pour réduire la liaison non spécifique.

(4) Après plusieurs utilisations, l'efficacité de liaison du support et l'efficacité de la colonne sont réduites

Cause possible: une grande quantité d'impuretés se dépose sur le milieu. Solution: nettoyage en profondeur, traitement de régénération dé-nickel IDA / IMAC.



Ce n'est qu'en choisissant une méthode d'expression et de purification de protéine appropriée que nous pouvons obtenir une protéine recombinante de haute pureté. Un grand nombre de protéines recombinantes purifiées peuvent être utilisées dans une série de domaines biomédicaux tels que le criblage de médicaments, la recherche en biologie structurale, la recherche en biologie cellulaire et la protéomique.

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