タンパク質タグ

タンパク質タグは、組み換えタンパク質に遺伝子的に移植されたペプチド配列です。タグはさまざまな目的でタンパク質に取り付けられます。タグは標的タンパク質のどちらの端にも追加できるため、C末端またはN末端に特異的であるか、C末端とN末端の両方に特異的です。一部のタグは、目的のタンパク質内の部位にも挿入されます。これらは内部タグとして知られています。^[1]

アフィニティータグはタンパク質に付​​加され、アフィニティー技術を使用して粗生物学的ソースから精製できるようにします。アフィニティータグには、キチン結合タンパク質 (CBP)、マルトース結合タンパク質(MBP)、Strep-tag ^[2]、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST) などがあります。ポリ (His) タグは広く使用されているタンパク質タグで、固定化された金属イオンを含むマトリックスに結合します。

可溶化タグは、特に大腸菌などの種で発現された組み換えタンパク質に使用され、タンパク質の適切な折り畳みを助け、封入体での凝集を防ぎます。これらのタグには、チオレドキシン(TRX) やポリ (NANP) などがあります。MBP や GST など、一部のアフィニティ タグは可溶化剤としての二重の役割を持っています。

クロマトグラフィータグは、タンパク質のクロマトグラフィー特性を変化させ、特定の分離技術で異なる分解能を実現するために使用されます。多くの場合、これらはFLAGタグやポリグルタミン酸タグなどのポリアニオン性アミノ酸で構成されています。^[3]

エピトープタグは、多くの異なる種で高親和性抗体を確実に生成できるため、選択される短いペプチド配列です。これらは通常、ウイルス遺伝子に由来し、それが高い免疫反応性を説明します。エピトープ タグには、ALFA タグ、V5 タグ、 Myc タグ、HA タグ、スポット タグ、T7 タグ、およびNE タグがあります。これらのタグは、ウェスタンブロッティング、免疫蛍光法、および免疫沈降実験に特に役立ちますが、抗体の精製にも使用されます。

蛍光タグはタンパク質の視覚的な情報を提供するために使用されます。 緑色蛍光タンパク質（GFP）とその変異体は、最も一般的に使用される蛍光タグです。^[4] GFPのより高度な用途には、折り畳みレポーター（折り畳まれている場合は蛍光、折り畳まれていない場合は無色）として使用することが含まれます。

タンパク質タグは、特定の酵素修飾（ビオチンリガーゼによるビオチン化など）または化学修飾（SpyCatcherによる他のタンパク質への結合や蛍光イメージング用のFlAsH-EDT2との反応など）を可能にする場合があります。多くの場合、タグは、タンパク質を複数の他のコンポーネントに接続するために組み合わせられます。ただし、各タグの追加には、タグとの相互作用によってタンパク質の本来の機能が損なわれるリスクが伴います。したがって、精製後に、特定のタンパク質分解（TEV プロテアーゼ、トロンビン、因子 Xa、またはエンテロペプチダーゼなど）またはインテインスプライシングによってタグが除去されることがあります。

（AZアミノ酸コードについては、 タンパク質構成アミノ酸#化学的性質を参照）

• ALFAタグは、生化学および顕微鏡検査用に新たに設計されたらせん状ペプチドタグ（SRLEEELRRRLTE）です。このタグは、単一ドメイン抗体のレパートリーによって認識されます^[5]
• AviTag は、酵素 BirA によるビオチン化を可能にし、タンパク質をストレプトアビジン(GLNDIFEAQKIEWHE)で分離できるペプチドです。
• Cタグは、ファージディスプレイ（EPEA）によって開発された単一ドメインラクダ抗体に結合するペプチドである^{[6] [7]}
• カルモジュリンタグ、タンパク質カルモジュリンに結合したペプチド（KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL）
• i CapTag™ (インテイン キャプチャータグ) は、自己除去ペプチド ベースのタグ (MIKIATRKYLGKQNVYGIGVERDHNFALKNGFIAHN) です。i CapTag™ は pH の変化によって制御されます (通常、pH 8.5 ～ pH 6.2)。したがって、この技術は、ターゲット pH 値 8.5 および 6.2 に調整された幅広いバッファーに適応できます。ターゲット タンパク質またはペプチドの期待純度は 95 ～ 99% です。i CapTag ™ には、 Nostoc punctiforme (Npu)インテイン由来の特許取得済みコンポーネントが含まれています。このタグは、組み換えタンパク質およびそのフラグメントのタンパク質精製に使用されます。研究室で使用でき、下流の製造プロセス中の大規模精製にも使用できます。i CapTag ™ ターゲット タンパク質複合体は、幅広い発現ホスト (例: CHO細胞およびE.coli細胞) で発現できます。完全に発現したmAbsを対象としていない^{[8] [9] [10]}
• ポリグルタミン酸タグ、モノQ（EEEEEE）などの陰イオン交換樹脂に効率的に結合するペプチド^[3]
• ポリアルギニンタグ、陽イオン交換樹脂に効率的に結合するペプチド（連続した5〜9個のR）
• Eタグ、抗体によって認識されるペプチド（GAPVPYPDPLEPR）
• FLAGタグ、抗体によって認識されるペプチド（DYKDDDDK）^[11]
• HAタグ、抗体によって認識されるヘマグルチニン由来のペプチド（YPYDVPDYA） ^[12]
• Hisタグ、ニッケルまたはコバルトキレートで結合した5〜10個のヒスチジン（HHHHHH）
  • Gly-HisタグはN末端Hisタグの変異体（例：GHHHH、GHHHHHH、GSSHHHHHH）であり、固定化された金属カチオンに結合するが、アジドグルコノイル化によって活性化され、クリックケミストリーアプリケーションを可能にすることもできる^[13]
• Myc-tag 、抗体によって認識されるc- myc由来のペプチド(EQKLISEEDL)
• NEタグは、モノクローナルIgG1抗体によって認識される18アミノ酸合成ペプチド（TKENPRSNQEESYDDNES）であり、ウェスタンブロッティング、ELISA、フローサイトメトリー、免疫細胞化学、免疫沈降、および組換えタンパク質のアフィニティー精製を含む幅広い用途に有用である^[14]
• Rho1D4 タグは、ウシロドプシン (TETSQVAPA) の細胞内 C 末端の最後の 9 アミノ酸を指します。これは、膜タンパク質の精製に使用できる非常に特殊なタグです。
• Sタグ、リボヌクレアーゼA由来のペプチド（KETAAAKFERQHMDS）
• SBPタグ、ストレプトアビジンに結合するペプチド（MDEKTTGWRGGHVVEGLAGELEQLRARLEHHPQGQREP）^[15]
• Softag 1、哺乳類発現用 (SLAELLNAGLGGS)
• Softag 3、原核生物発現用 (TQDPSRVG)
• スポットタグ、免疫沈降、アフィニティー精製、免疫蛍光、超解像顕微鏡法のためのナノボディ（PDRVRAVSHWSS）によって認識されるペプチド
• ストレプトアビジンまたはストレプトアクチンと呼ばれる修飾ストレプトアビジンに結合するペプチドであるストレプトタグ（ストレプトタグII：WSHPQFEK） ^[2]
• T7タグは、T7遺伝子のT7主要カプシドタンパク質（MASMTGGQQMG）から誘導されるエピトープタグである。さまざまな免疫アッセイやアフィニティー精製に使用される。主に^[16]
• TC タグ、FlAsH および ReAsH 二ヒ素化合物 (CCPGCC) によって認識されるテトラシステイン タグ
• Tyタグ (EVHTNQDPLD)
• V5タグ、抗体によって認識されるペプチド（GKPIPNPLLGLDST）^[17]
• VSVタグ、抗体によって認識されるペプチド（YTDIEMNRLGK）
• Xpressタグ（DLYDDDDK）、抗体によって認識されるペプチド

• イソペプタグはピリンCタンパク質（TDKDMTITFTNKKDAE）に共有結合するペプチドである^[18]
• SpyTagはSpyCatcherタンパク質（AHIVMVDAYKPTK）に共有結合するペプチドである^[19]
• SnoopTagは、SnoopCatcherタンパク質に共有結合するペプチドです（KLGDIEFIKVNK）。^[20]第二世代のSnoopTagJrも、SnoopCatcherまたはDogTag（SnoopLigaseを介して）のいずれかに結合するように開発されました（KLGSIEFIKVNK）^[21]
• DogTagはDogCatcher（DIPATYEFTDGKHYITNEPIPPK）と共有結合するペプチドであり^[22]、またSnoopLigaseを介してSnoopTagJrと共有結合することもできる^[21]
• SdyTagはSdyCatcherタンパク質（DPIVMIDNDKPIT）に共有結合するペプチドである。^[23] SdyTag/SdyCatcherはSpyTag/SpyCatcherと速度論依存的に交差反応性を示す。

• BCCP （ビオチンカルボキシルキャリアタンパク質）、BirAによってビオチン化され、ストレプトアビジンによる認識を可能にするタンパク質ドメイン
• BromoTagは、Brd4の2番目のブロモドメインであるBrd4-BD2 L387Aの「バンプアンドホール」変異バージョンであり、タグ特異的PROTAC分解因子AGB1によって高度に選択的に結合し、「BromoTagged」タンパク質とE3リガーゼVHLとの三元複合体を形成し、タグ付けされたタンパク質のユビキチン化とそれに続く細胞内での迅速かつ効果的なプロテアソーム分解につながる。^[24]
• FAST（蛍光活性化および吸収シフトタグ）、同族の蛍光リガンドに可逆的に結合する変異型光活性黄色タンパク質（PYP）
• CL7タグはコリシンE7の改変変異体であり、固定化された免疫タンパク質7（Im7）に対して強い結合親和性と特異性を有する。^[25]
• グルタチオン-S-トランスフェラーゼ-タグは、固定化されたグルタチオンに結合するタンパク質である。
• 緑色蛍光タンパク質タグ^[4]は、自発的に蛍光を発し、ナノボディと結合できるタンパク質である。
• HaloTag は、ハロアルカン基質に共有結合する変異した細菌ハロアルカン脱ハロゲン酵素である。
• SNAP-tag は、ベンジルグアニン誘導体に共有結合する変異した真核生物DNAメチルトランスフェラーゼである。
• CLIP-tag は、ベンジルシトシン誘導体に共有結合する変異した真核生物DNAメチルトランスフェラーゼである。
• HUHタグは、標的配列に共有結合する配列特異的な一本鎖DNA結合タンパク質である。
• マルトース結合タンパク質-タグ、アミロースアガロースに結合するタンパク質^[26]
• ヌスタグ
• チオレドキシンタグ
• 免疫グロブリンFcドメイン由来のFcタグは、二量体化と可溶化を可能にします。プロテインAセファロースでの精製に使用できます。
• 障害を促進するアミノ酸（P、E、S、T、A、Q、Gなど）を含む設計された本質的に障害のあるタグ^[27]
• 炭水化物認識ドメインまたはCRDSATタグは、ラクトースアガロースまたはセファロースに結合するタンパク質である^[28]

HiBiTタグはプロメガ の科学者によって開発されました。これは11アミノ酸ペプチドタグであり、タンパク質のN末端またはC末端、あるいは内部に融合することができます。^[29]その小さなサイズにより、CRISPR / Cas9技術を介してこのタグを他のタンパク質に迅速にノックインすることができます。^[29]

• アフィニティー精製
• タンパク質アレイ
• TimeSTAMPタンパク質標識
• ウエスタンブロッティング