Strep-tag® / Strep-Tactin®蛋白质表达与纯化系统

　　作为后基因组时代表达克隆和蛋白质纯化技术最重要的供应商之一，德国IBA公司开发了一个称为Strep-tag的通用技术平台。这种快速、合算、多样性地生产和使用重组蛋白的技术平台是IBA与TU Munich的Arne Skerra博士教授密切合作开发而成。除了围绕Strep-tag的大型产品组合外，IBA还独家提供应用该技术的蛋白质生产定制服务。

　　Strep-tag技术开发的原理是众所周知的生物素（biotin）和抗生物素蛋白链菌素（streptavidin）之间的结合反应。为了将这种牢固的相互作用用于蛋白质纯化用途，研究者们发现需要一个肽，该肽与重组蛋白质融合后，能够结合在streptavidin的生物素结合口袋，从而作为纯化tag。最后研究者们成功设计出一个只由8个氨基酸(Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys)构成的短序列并称之为Strep-tag II。为了优化结合属性，streptavidin也被设计成为Strep-Tactin。如此，一对优化的结合伙伴被发现了：Strep-tag / Strep-Tactin系统现已成为最被广泛应用的亲和层析系统之一。

　　Strep-Tactin与多种不同的基质偶联，使Strep-tag融合蛋白得以在生理条件下亲和纯化。与其他tag相比，这些温和的纯化参数能保存蛋白质的生物活性，并仅经一步层析后即可产出超过99%的纯度。

　　Strep-tag®系统可用于从任何表达系统包括杆状病毒、哺乳动物细胞、酵母和细菌中纯化Strep-tag II蛋白。用于细菌、哺乳动物细胞和酵母的表达载体请参见本栏目相关章节。

　　除了表达载体，IBA还提供围绕Strep-tag用于蛋白质纯化、检测、分析（蛋白质固定）、蛋白质：蛋白质相互作用研究以及高通量纯化的完整的产品组合。

纯化在E. coli 中过度表达的GFP-Strep-tag II 融合蛋白

图片(从左至右)：1、GFP-Strep-tag II融合蛋白特异结合在Strep-Tactin Sepharose^Ò柱上，而非特异性蛋白质被少量生理性洗涤缓冲液迅速洗去。2、由于加入特异性竞争剂脱硫生物素，Strep-tag蛋白被洗脱。3-5、柱再生：脱硫生物素被黄色溶液HABA取代，后者一旦与Strep-Tactin复合即变为红色。HABA随后被洗涤缓冲液除去，柱子可被重新使用。

怎样获得优良无比的纯化因素

　　Strep-tag^® 纯化系统是基于Strep-tag II肽和特殊设计的Strep-Tactin（streptavidin的变体）之间高选择性和极易控制的相互作用而建立起来的蛋白纯化系统。Strep-tag II对Strep-Tactin的结合亲和力比对streptavidin高将近100倍。在亲和纯化过程中，附了tag的蛋白质结合在被固定了的Strep-Tactin上。生理缓冲液如PBS可与一系列添加剂一起用于该纯化过程。短暂的洗涤步骤之后，在同一缓冲液中加入脱硫生物素（2.5 mM）即可将纯化的重组蛋白温和地洗脱下来。脱硫生物素是一种便宜的、可逆结合的、稳定的生物素类似物，而生物素是streptavidin的天然配体。这种竞争性洗脱是赋予特异性的第二步，从而得到优良无比的纯化因素。该系统安全、易于使用；纯化柱再生和活性状态可以通过纯化柱上的颜色改变来观察到。

　　Strep-tag融合蛋白可以经Western blots, ELISA, 电子或荧光显微镜进行方便的检测。有相应的Strep-Tactin酶共轭物和抗Strep-tag II的单克隆抗体供出售。

Strep-tag^®II对蛋白质的影响可以忽略

　　此8个氨基酸的短肽tag由于具有化学平衡的氨基酸组成（WSHPQFEK），因此对重组蛋白的影响可以忽略不计。该tag可以被置于C-端或N-端。建议在蛋白和tag之间加入2个氨基酸的间隔以确保tag的可接近性。总的来说，该tag不干扰蛋白质的折叠或生物活性、不与重金属离子缓冲液杂质反应、无离子交换属性、不会诱导蛋白质聚集。因此无需去除该tag。

Strep-Tactin^®：长效的亲和柱

　　Strep-Tactin是streptavidin的一种衍生物，是已知最稳定的蛋白质之一。Streptavidin对以8 M urea或guanidine, 0.5 M NaOH以及50 % formamide (t = 1 h; T = 37 °C)的处理保持稳定。蛋白酶(胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、嗜热菌蛋白酶和弹性蛋白酶等) 在1:50 w/w比例下，37 °C孵育2小时都无法切割 streptavidin。当SDS存在时，仅在温度高于60 °C时，streptavidin才开始降解成单体。经过测试，Strep-Tactin已经被证实具有上述作为长效亲和柱必备的卓越特性，可被重复使用3-5次。而且，Strep-Tactin的中性PI值使非特异性蛋白质或核酸的结合降到最低。

Strep-Tactin树脂技术指标

　　有5种版本Strep-Tactin树脂，区别在于其特性和应用。Strep-Tactin Sepharose®优先用于重力流层析；Strep-Tactin Superflow®和Strep-Tactin MacroPrep® 也可用于低压力或FPLC；Strep-Tactin POROS® (20和50)用于FPLC和HPLC层析。每个基质都会表现出不同的非特异性结合性质，当使用某种基质由于非特异性背景而无法获得满意结果时，建议换用其它的基质（亦请见Strep-Tactin Column Evaluation Sets）。此外Superflow尤其适用于增加的流速，也适用于大的蛋白质复合物的纯化。
　　请注意，Strep-Tactin树脂被优化用于柱亲和层析，而不适用于批量纯化。批量纯化请使用IBA的MagStrep Strep-Tactin包被的磁珠。

表1: 与Strep-tag/Strep-Tactin相互作用兼容的试剂