일반적인 단백질 태그 설명: His, GST, MBP, FLAG 및 형광 태그

재조합 단백질 발현 과정에서 태그는 다양한 목적으로 사용됩니다. 태그는 단백질의 정제, 식별 및 상호작용 연구에 도움을 줍니다. 재조합 단백질을 다뤄본 경험이 있다면 His 태그, GST 태그, MBP 태그 또는 FLAG 태그를 접해봤을 것입니다. 이러한 태그는 재조합 단백질을 생성하는 데 사용되는 발현 벡터, 정제 프로토콜 및 검출에 사용되는 항체에 표기되어 있습니다.

SDS-PAGE에서 강한 발현 밴드를 나타내는 단백질이라도 정제하기가 매우 어려울 수 있습니다. 단백질이 크고 불용성인 응집체를 형성하거나, 항체를 이용하여 성공적으로 정제한 후에도 예상대로 항체와 반응하지 않을 수 있습니다.

다양한 단백질 태그는 각기 다른 목적으로 사용됩니다. 태그의 특성을 알면 필요한 시약을 주문하기 전에도 관심 있는 실험을 계획할 수 있습니다. 이는 여러 가지 잠재적인 문제를 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

단백질 태그란 무엇이며 왜 사용되는가?

표지된 단백질은 어떻게 작용하는가?

단백질 태그는 재조합 DNA 기술을 이용하여 표적 단백질에 접합된 짧은 펩타이드 또는 더 큰 단백질입니다.

이렇게 생성된 융합 단백질은 목표 단백질과 표지자로 구성됩니다. 표지자의 특성 덕분에 단백질 정제, 단백질 용해도 증가, 웨스턴 블롯 및 기타 응용 분야에서 항체를 이용한 검출 등에 활용될 수 있습니다. 또한 표지된 단백질은 세포 내에서 추적할 수도 있습니다.

단백질 태그는 표적 단백질의 N-말단 또는 C-말단에 부착할 수 있다. 단백질의 구조와 실험 목적에 따라 적절한 부착 위치를 선택해야 한다.

작은 태그는 단백질의 전체 크기에 미치는 영향이 미미합니다. 반면, 큰 태그는 단백질 접힘, 용해도 및 상호작용에 영향을 미칠 수 있습니다.

단백질 태그를 선택하는 것은 단순히 적절한 발현 벡터를 찾는 것 이상의 의미를 지닙니다.

실험 목표에 따른 태그 선택

표현식에 사용할 태그를 선택하기 전에 표현식을 사용하여 무엇을 해야 하는지 먼저 결정해야 합니다.

일반적인 친화성 정제에는 His 태그로 충분하지만, 용해도 문제가 있는 경우에는 GST 및 MBP와 같은 태그가 매우 유용합니다. 항체 기반 검출에는 FLAG 태그가 관심 단백질 검출에 자주 사용됩니다. 형광 태그는 단백질 위치 연구에 매우 유용합니다.

짧은 펩타이드 태그와 긴 융합 단백질은 단백질 용해도, 정제 및 기능에 미치는 영향이 다릅니다. His 및 FLAG와 같은 짧은 태그는 일반적으로 분자량 증가가 적은 반면, GST 및 MBP와 같은 긴 융합 단백질은 특정 단백질의 가용성 발현을 향상시킬 수 있습니다. 최적의 선택은 실험 목표와 표적 단백질의 특성에 따라 달라집니다.

모든 단백질에 최적인 단일 단백질 태그는 없습니다. 태그 선택은 일반적으로 발현 숙주 시스템, 계획된 후속 정제 단계, 발현된 단백질이 자연적인 생물학적 활성을 유지해야 하는 정도 등 여러 기준에 따라 달라집니다.

단백질 정제를 위한 His Tag 및 GST Tag

His Tag: 친화성 크로마토그래피용 소형 태그

His 태그는 재조합 단백질 생산에서 가장 일반적으로 사용되는 단백질 태그 중 하나입니다.

일반적인 6×His 태그는 6개의 히스티딘 잔기(HHHHHH)로 구성된 서열입니다. 6×His 태그는 크기가 작아 표적 단백질의 무게를 크게 늘리지 않기 때문에 사용하기에 적합합니다.

히스티딘 태그가 부착된 단백질은 일반적으로 IMAC(고정화 금속 친화성 크로마토그래피)를 사용하여 정제됩니다.

히스티딘 태그가 부착된 융합 단백질의 친화 크로마토그래피에서, 융합 단백질의 히스티딘 잔기는 크로마토그래피 매트릭스에 부착된 니켈이나 코발트와 같은 금속 이온과 상호작용합니다. 불순물을 세척한 후, 결합된 융합 단백질은 이미다졸을 함유한 완충액과 기타 적절한 용출 조건을 사용하여 용출됩니다.

그가 개발한 태그는 특히 대장균에서 세균 단백질 발현에 가장 일반적으로 사용되는 태그 중 하나입니다.

충분한 단백질 발현 외에도, His 태그의 접근성은 수지 결합에 중요합니다. His 태그가 수지 내부에 묻혀 있으면 수지에 결합할 수 없으므로 정제 결과가 매우 저조해질 수 있습니다.

또한, 완충액의 조성은 금속 친화성 정제에 방해를 줄 수 있는데, 예를 들어 킬레이트제나 완충액의 다른 성분들이 그러한 방해 요인이 될 수 있습니다.

GST 태그: 용해도 및 정제도 향상

GST는 글루타티온 S-트랜스퍼라제라고 불리는 약 26kDa 크기의 단백질 태그입니다.

GST 태그는 원핵생물 발현 시스템에서 흔히 사용됩니다. 일부 재조합 단백질은 GST 태깅 후 용해도가 향상되며, 글루타티온을 이용한 친화성 크로마토그래피로 정제할 수 있습니다.

일반적으로 작은 His 태그는 비교적 작은 융합 파트너를 형성하는 반면, GST 융합 파트너는 표적 단백질이 불안정하거나 자체적으로 불용성인 경우 매우 유용할 수 있는 비교적 큰 융합 파트너를 형성한다는 점에 유의하십시오.

Solarbio는 다음과 같은 혜택을 제공합니다. 재조합 GST 태그 단백질(P02337) 단백질 관련 연구를 위해.

GST 융합 단백질을 이용한 단백질 상호작용 연구도 수행할 수 있습니다. 이러한 융합 단백질은 일반적인 GST 풀다운 분석에 사용될 수 있으며, 이후 표지된 단백질을 글루타티온 수지에 부착합니다. 그런 다음, 표지된 단백질과 상호작용하는 모든 단백질을 다른 수지에 부착된 다른 단백질로부터 분리하여 웨스턴 블롯을 이용하여 검출할 수 있습니다.

실제로 GST를 사용하는 데에는 몇 가지 한계가 있습니다. 단백질이 이합체를 형성할 수 있고, 태그의 크기가 표적 단백질의 구조나 활성에 영향을 미칠 수 있습니다.

필요에 따라 정제 후 GST 태그를 제거하여 실험에 방해가 되지 않도록 하기 위해, 융합 파트너에 적절한 프로테아제 절단 부위를 포함시켜 구조 설계를 진행할 수 있습니다.

재조합 단백질 연구에서 MBP 태그 및 FLAG 태그

MBP 태그: 난용성 단백질에 유용한 옵션

말토스 결합 단백질(MBP). 이는 박테리아에서 융합 단백질로 발현되는 단백질의 표지자로 사용되는 40kDa 크기의 단백질입니다.

MBP는 자신이 발현되는 일부 재조합 단백질의 겉보기 용해도를 향상시킬 수 있습니다.

대장균에서 진핵생물 단백질을 발현하는 것은 단백질 접힘 오류와 불용성 봉입체 형성 때문에 어려울 수 있습니다. 이러한 문제는 6xHis 태그를 사용하면 해결할 수 있습니다.

MBP 융합 단백질은 아밀로스 친화성 크로마토그래피를 사용하여 정제할 수도 있습니다.

재조합 MBP 태그 단백질(P02841)은 Solarbio에서 재조합 태그 단백질로 구입할 수 있습니다.

단백질이 더 잘 녹는다고 해서 구조가 제대로 잡혔거나 활성이 높아졌다는 의미는 아닙니다.

융합 단백질의 활성을 테스트할 때는 정제된 단백질 형태로 테스트하고, 용액에 융합 단백질 형태로 남아 있는 단백질의 양에만 의존하지 마십시오.

FLAG 태그: 소형 사이즈로 편리한 항체 검출

FLAG는 8개의 아미노산으로 구성된 매우 짧은 펩타이드 태그이며, 서열은 DYKDDDDK입니다.

GST 및 MBP와 비교했을 때, FLAG는 재조합 단백질에 분자량을 거의 증가시키지 않는 태그입니다.

FLAG 태그와 같은 항체 결합 태그의 주요 장점은 특정 항체에 의한 해당 항원의 편리한 인식입니다. FLAG 태그가 부착된 단백질은 항-FLAG 항체를 사용하여 검출할 수 있으며, 적절한 항-FLAG 친화성 매트릭스를 사용하여 정제할 수 있습니다.

FLAG 태그의 특성 덕분에 웨스턴 블롯팅, 면역침전법, 단백질 복합체 연구에 활용할 수 있습니다.

FLAG 서열은 항-FLAG 항체에 대한 인식 모티프 역할을 할 뿐만 아니라, 적절한 융합이 이루어지고 적합한 절단 조건이 사용될 경우 융합 단백질에서 태그를 절단하는 데 사용할 수 있는 엔테로키나제 효소에 대한 인식 모티프도 포함하고 있습니다.

상응하는 재조합 태그 제품을 찾는 연구자들은 재조합 FLAG 태그 단백질(P02839)을 고려할 수 있습니다.

FLAG 태그는 크기가 작지만 가장 가까운 기능 영역을 고려하여 배치해야 합니다. 이는 단백질과 다른 분자 간의 상호작용이나 검출 항체의 접근성에 영향을 미칠 수 있습니다.

검출 시약의 N-말단 및 C-말단 버전을 테스트하면 항체를 만들 필요 없이 검출 문제를 해결할 수 있습니다.

위치 파악 및 검출을 위한 형광 단백질 태그

GFP 변이체 및 mCherry 태그

형광 단백질 태그를 사용하면 형광 현미경으로 융합 단백질의 위치를 ​​관찰하고 이동을 추적할 수 있습니다.

대표적인 예로는 eGFP, eCFP, eYFP, mCherry 등이 있습니다.

모든 형광 단백질은 여기 및 방출 최대값이 서로 다릅니다. 따라서 단백질마다 다른 이미징 채널을 선택할 수 있습니다. 경우에 따라 한 실험에서 두 개 이상의 단백질을 모니터링하는 것도 가능합니다.

mCherry는 단백질 위치 연구를 위한 융합 단백질 제작에 자주 사용되는 붉은색 형광 단백질입니다. Solarbio는 연구용으로 재조합 mCHERRY 태그 단백질(P02838)을 제공합니다.

형광 표지법은 세포 내 단백질의 위치를 ​​파악하고 단백질 수송을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 유전자 또는 단백질 발현의 변화가 세포 내 단백질 분포에 어떤 영향을 미치는지 알아내는 데에도 사용할 수 있습니다.

단, 단순한 형광 현상만으로는 특정 단백질이 기능적이라는 것을 반드시 증명할 수는 없습니다. 이와 같은 큰 형광 단백질은 단백질 내 위치에 따라 단백질의 작용에 영향을 미칠 수 있습니다.

이미지를 분석할 때는 발현, 형광 성숙도 및 배경 형광도 고려해야 합니다.

재조합 태그 단백질과 태그 항체의 매칭

표지 항체가 중요한 이유

"태그" 항체를 사용하면 각 표적마다 새로운 항체를 생성할 필요 없이 융합 단백질을 검출하는 데 매우 편리할 수 있습니다.

서로 관련 없는 단백질도 동일한 GST 태그를 가진 여러 단백질을 사용하여 연구할 수 있습니다. 이러한 단백질들은 적절한 항-GST 항체를 사용하여 검출할 수 있습니다.

Solarbio는 항-GST 태그 단클론 항체(K200006M) 본 제품은 호환 가능한 실험 응용 분야에서 GST 태그 검출을 위해 설계되었습니다. 연구자는 의도된 분석 및 제품 검증 데이터를 기반으로 항체의 적합성을 확인해야 합니다.

위에 나열된 항체 외에도 다음과 같은 제품을 제공합니다. 항-GST 태그 다클론 항체, 항-MBP 태그 단클론 항체, 항-MBP 태그 다클론 항체, 및 안티 플래그 태그 다클론 항체.

단클론 항체와 다클론 항체는 다양한 응용 분야에서 매우 유용할 수 있지만, 서로 다른 에피토프를 인식하고 다른 특성을 가지고 있습니다.

항체를 선택할 때는 실험 방법, 시료 준비 조건, 융합 태그의 접근성 등을 고려해야 합니다.

항체 특이성, 에피토프 접근성 및 항체 생산 방법은 표지된 단백질의 검출에 영향을 미칠 수 있습니다. 재조합 항체 기술은 또한 특정 결합 특성을 가진 검출 시약을 개발할 수 있는 다양한 선택지를 제공합니다.

항체를 이용한 형광 융합 단백질 검출

형광 단백질은 표지 특이적 항체를 사용하여 검출할 수도 있습니다.

이 방법은 형광 신호가 매우 약할 때, 샘플이 이미 웨스턴 블롯팅을 위해 처리되었을 때, 또는 단순히 단백질 발현을 확인하는 추가적인 수단을 제공할 때와 같이 여러 상황에서 매우 유용할 수 있습니다.

mCherry 태그가 부착된 단백질을 검출하기 위해, 항-mCherry 태그 단클론 항체(K200015M) Solarbio 제품을 사용할 수 있습니다.

또한 당사는 재조합 태그-5 단백질(P06425) 및 재조합 태그-9 단백질(P06426)을 포함한 여러 재조합 멀티 태그 제품을 공급합니다.

이 제품들은 일반적인 태그 서열들의 조합입니다. 태그 인식이나 관련 탐지 시스템을 사용하는 모든 연구 프로젝트에 활용될 수 있습니다.

실험에 사용하는 항체 및 용도에 제품이 적합한지 항상 확인하십시오.

표지된 단백질을 다룰 때 흔히 발생하는 문제점

높은 발현량이 항상 쉬운 정제를 의미하는 것은 아닙니다.

흔히 저지르는 실수 중 하나는 일반적으로 표현력이 높은 태그를 선택하는 것입니다.

단백질은 높은 수준으로 발현되더라도 정제 과정에서 봉입체 또는 응집체를 형성할 수 있습니다.

용해도 문제가 주요 과제라면 MBP 또는 GST 융합 단백질이 유용할 수 있습니다. 하지만 단백질이 이미 용해성이 좋고 간단한 정제만 필요한 경우에는 크기가 더 작은 His 태그를 사용하는 것이 더 나은 선택일 수 있습니다.

발현, 유도, 완충액 조건 및 정제 과정 모두 결과에 영향을 미칩니다.

실험실에 적합한 발현 시스템을 구축할 수 없는 고객을 위해 Solarbio는 다음과 같은 서비스도 제공합니다. 단백질 발현 관련 연구 서비스 재조합 단백질 생산 및 정제를 포함합니다.

발현 후 약한 항체 신호

특정 에피토프로 표지된 단백질이 항체로 검출되지 않나요? 그렇다면 먼저 항체에 결함이 있는지 확인해 보세요!

태그에 접근할 수 없거나, 융합 단백질이 분해되었거나, 예상보다 발현량이 낮을 수 있습니다.

발현된 단백질의 계산된 분자량을 검증하고, 표지된 영역의 존재 여부를 확인합니다.

웨스턴 블롯 분석에 적절한 양성 및 음성 대조군을 포함하는 것도 유용합니다. 알려진 표지 단백질을 인식하는 항체가 실험 샘플을 인식하지 못하는 경우, 문제는 융합 단백질 또는 샘플 준비 과정에 있을 수 있습니다.

결론

His, GST, MBP, FLAG 및 기타 태그는 단백질 연구에서 다양한 문제를 해결하는 데 사용됩니다.

일반적인 친화성 정제에는 His-태그가 부착된 단백질이 가장 편리합니다. 발현이 어려운 프로젝트에서는 GST 및 MBP-태그가 부착된 단백질을 관심 단백질과 융합 단백질 형태로 함께 발현시킬 수 있습니다. FLAG-태그가 부착된 단백질은 특정 항체를 이용하여 정제 및 검출할 수 있습니다. 형광 태그는 살아있는 세포 내에서 단백질의 위치를 ​​파악하는 데 유용합니다.

태그를 선택한다는 것은 적합한 정제 재료와 검출 항체를 선택하는 것을 의미하기도 합니다.

Solarbio는 재조합 단백질 연구를 지원하기 위해 재조합 태그 단백질, 태그 특이적 항체 및 단백질 발현 서비스를 제공합니다. 제품 선택 또는 기술 지원을 위해 연구원들은 목표 단백질, 발현 시스템, 정제 요구 사항 및 계획된 후속 응용 분야를 제공할 수 있습니다.

FAQ는

Q1: His 태그와 GST 태그의 차이점은 무엇인가요?

A1: His 태그는 일반적으로 6개의 히스티딘 잔기를 포함하는 작은 펩타이드이며, GST는 약 26kDa 크기의 단백질입니다. His 태그는 금속 친화성 정제에 흔히 사용됩니다. GST 태그는 글루타티온 친화성 정제를 지원하고 단백질 용해도를 향상시킬 수 있지만, 크기가 더 크기 때문에 단백질의 거동에 영향을 미칠 수 있습니다.

Q2: 재조합 단백질의 용해도 향상에 가장 적합한 단백질 태그는 무엇입니까?

A2: MBP와 GST는 불용성 단백질에 흔히 사용되는 태그입니다. 특히 MBP는 ​​세균에서 발현되는 진핵생물 단백질에 유용합니다. 그러나 단백질의 종류나 심지어 같은 단백질이라도 변형체에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. 따라서 여러 가지 융합 단백질 구조를 테스트하는 것이 가장 좋습니다.

Q3: FLAG 태그가 부착된 단백질은 웨스턴 블롯으로 검출할 수 있습니까?

A3: 네, FLAG 태그가 부착된 단백질은 웨스턴 블롯팅 또는 면역침전 실험에서 적절한 항-FLAG 항체를 사용하여 검출할 수 있습니다. FLAG 태그의 짧은 펩타이드 서열 덕분에 항체가 특이적으로 인식할 수 있습니다. FLAG 태그가 부착된 단백질을 검출하려면 호환되는 항체와 최적의 시료 준비가 필요합니다.