GST标签蛋白纯化技术原理及常见问题解析

关于GST

谷胱甘肽S-转移酶（GST）是具有多基因、多功能的II相代谢酶家族成员，相对分子质量约26 kDa，是一种大分子蛋白。

1988年，Smith（Royal Melbourne Hospital，Australia）和Johnson（University of Melbourne，Australia）首次提出谷胱甘肽S-转移酶（GST）亲和标签的概念，这是一种可以一步获得高纯度目的蛋白的纯化试验方法。

此后，GST融合蛋白的亲和纯化法被广泛使用，目前已成为纯化重组蛋白的常用方法。而来源于日本吸血虫的谷胱甘肽S-转移酶（GST）标签，则是现今应用最为广泛的融合标签之一。

GST标签蛋白亲和纯化具有以下特点：

•高纯度目标蛋白一步纯化

•特异性强、纯化条件温和，完整保留了蛋白的生物活性

•水溶性良好，可以促进外源蛋白可溶性表达

•可用不同的蛋白酶去除亲和标签

Fig.1 GST标签蛋白的晶体结构

GST标签蛋白纯化原理

在设计时，用于GST标签蛋白纯化的亲和填料利用了谷胱甘肽的结构和GST（谷胱甘肽S-转移酶）的结合位点互补的特点，通过将谷胱甘肽SH基团与琼脂糖介质上的预活化基团偶联，形成特异性的亲和填料。

在纯化过程中，带有GST标签的目标蛋白与琼脂糖介质上交联的谷胱甘肽配体发生互补性结合。这种结合具有可逆性，可以在温和、非变性的条件下通过在缓冲液中加入还原型谷胱甘肽洗脱下来，杂质在结合过程中流穿或通过结合缓冲液被洗脱去除，实现目的蛋白的分离。

如纯化后需将GST标签去除，可以采用柱上或柱下酶切的方式。

如需柱上酶切，可以在标签蛋白与谷胱甘肽结合时加入针对于蛋白酶位点的特异性酶切酶进行切割。如需柱下酶切，则可在洗脱之后再加入酶切酶进行酶切。一般可以根据选择的表达载体使用PreScission Protease、Thrombin、 Factor Xa三种酶进行切除。

GST标签蛋白纯化产品

目前博格隆已推出两款GST标签蛋白亲和纯化填料，GST Bestarose 4FF和GST Bestarose 4B，满足不同大小的GST标签蛋白的纯化需求。

Fig.2 GST 标签蛋白纯化产品

•GST 系列填料技术参数：

•纯化策略：两步或三步纯化

•纯化缓冲液推荐：

平衡液：10-20mM PB/50-100mM Tris-HCl + 0.14-0.4M NaCl，pH6.2~8.0

洗脱液：50mM Tris-HCl+10-60mM 还原性谷胱甘肽，pH8.0~9.0

Tips：为提高纯度可在结合缓冲液和洗脱缓冲液中加入还原剂，如1-5 mM DTT，但这样可能会降低收率。

GST标签蛋白纯化过程中的常见问题

•GST标签蛋白不结合填料或结合非常弱

•GST标签蛋白不能被高效的洗脱

•纯化产物杂蛋白较多

• 总结

一般来说，使用亲和层析一步纯化出的GST标签蛋白纯度高于一步纯化出的His标签蛋白纯度。但是，GST标签蛋白在拥有众多优势的同时，也存在两点劣势：1.分子量大，可能会影响蛋白质功能和下游实验；2.仅能纯化可溶性蛋白。因此，纯化时需根据纯化的蛋白样品性质，选择合适的层析填料进行纯化。

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关于博格隆

博格隆成立于2008年，是一家专注于为分离纯化提供高质量层析介质的高新技术企业，是中国较早具备大规模生产分离纯化介质能力的企业之一。博格隆所提供的产品涵盖各类分离纯化介质、预装柱、实验室及工业生产级空柱、微载体，同时提供分离纯化工艺开发服务及填料定制。

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