亲和捕获涵盖一组生化技术,通过利用靶蛋白(或基因融合的亲和标签)与固定化捕获试剂之间的特异性可逆结合相互作用来纯化或分离靶蛋白。这些方法是在工作台或微尺度上实践亲和层析原理的实现。
一般工作流程
所有亲和捕获方法遵循相同的三阶段序列。结合:粗裂解液或生物液体与亲和树脂在有利于特异性相互作用的条件下孵育。洗涤:树脂用缓冲液充分洗涤以去除未结合和弱结合的污染物,同时保留靶标相互作用。洗脱:使用竞争性置换、pH变化或还原条件释放靶标,然后以纯化形式收集。整个过程以分批(分批结合)、柱(重力流或FPLC)或磁珠形式进行。
捕获试剂
捕获试剂固定在固相支持物上。常见支持物包括琼脂糖珠(Sepharose 4B、6B)、磁珠(Dynabeads、MagnaBind)和顺磁性琼脂糖珠。捕获试剂通常通过伯胺(NHS酯化学)或硫醇基团(马来酰亚胺化学)偶联。支持物的选择影响结合容量、非特异性结合、磁处理便利性和可扩展性。磁珠无需柱或离心即可在微量离心管中快速处理。
亲和标签系统
重组亲和标签是最常见的方法。多聚组氨酸标签(6×His–10×His)结合固定化的Ni²⁺或Co²⁺离子,并用咪唑或低pH洗脱(His标签/IMAC纯化)。GST标签(26 kDa谷胱甘肽S-转移酶)结合固定化的谷胱甘肽并用还原型谷胱甘肽洗脱(GST标签下拉)。Strep-tag II(8个氨基酸)结合Strep-Tactin(工程链霉亲和素)并用生物素或脱硫生物素洗脱(Strep标签纯化)。MBP标签(42 kDa麦芽糖结合蛋白)结合直链淀粉树脂并用麦芽糖洗脱。FLAG标签(8个氨基酸,DYKDDDDK)结合抗FLAG单克隆抗体并用FLAG肽或低pH洗脱。每种标签在大小、成本、洗脱条件和与下游应用的兼容性方面有权衡。
天然亲和方法
天然蛋白质也可以无需标记而捕获。抗体基捕获使用固定化抗体免疫沉淀内源蛋白质(Protein A/G)。凝集素亲和通过碳水化合物-凝集素相互作用捕获糖蛋白。生物素-亲和素系统利用链霉亲和素-生物素相互作用(K_d ≈ 10⁻¹⁴ M)进行超高亲和力捕获(生物素-亲和素系统)。
应用
亲和捕获方法纯化重组蛋白质用于结构和功能研究,分离蛋白质复合物用于相互作用组作图(亲和纯化-质谱,AP-MS),富集翻译后修饰的蛋白质,以及从临床样品中去除高丰度蛋白质。方法的选择取决于所需的纯度、产率、规模、成本和下游应用。