要解決這些問題，科學(xué)家需要找出一個(gè)具備以下功能的短肽簽。

1.能被融合到目標(biāo)蛋白上，且不會(huì)影響蛋白功能

2.能直接以現(xiàn)有試劑偵測(cè)出來

3.與配體的結(jié)合穩(wěn)定、特異性高且容易控制。

因先前已知可用E.coli系統(tǒng)表達(dá)出具有功能性的Fv片段¹，科學(xué)家又希望能確認(rèn)標(biāo)簽是否會(huì)影響蛋白功能，所以選擇了已知的D1.3抗體Fv片段做為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以便檢測(cè)加上的短肽標(biāo)簽是否影響了這片段與其抗原結(jié)合的特性³。接著，一連串能與鏈霉親和素結(jié)合的標(biāo)簽被接到VH domain上，大量篩選之后，得到了一個(gè)適用于進(jìn)行一步純化的Strep-tag (Trp-Arg-His-Pro-Gln-Phe-Gly-Gly) ³，與生物素相比，Strep-tag和鏈霉親和素間的親和力較低，因此可以使用生物素衍生物Diaminobiotin，在生理?xiàng)l件下進(jìn)行溫和洗脫。又因整個(gè)純化流程溫合，含鹽濃度低，純化出來的 Fv片段完整且功能不受影響³。除此之外，這個(gè)標(biāo)簽還能被應(yīng)用在Western blot或ELISA實(shí)驗(yàn)中，以鏈霉親和素酶偶聯(lián)物(Streptavidin-enzyme conjugates)來檢測(cè)純化出的Fv片段。后續(xù)也測(cè)試了以Strep-tag來純化抗體以外蛋白的可能性，證實(shí)了這個(gè)一步純化系統(tǒng)可以被廣泛使用在不同類型的蛋白上³。

但Strep-tag僅能接在目標(biāo)蛋白的C端，對(duì)于需將標(biāo)簽接在N端或是蛋白內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)，非常的不實(shí)用。因此科學(xué)家進(jìn)一步優(yōu)化了這個(gè)標(biāo)簽，便有了現(xiàn)在被廣泛使用的Strep-tag II (Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys)⁴。但即便足以用于蛋白純化，科學(xué)家對(duì)Strep-tag II與鏈霉親和素的結(jié)合強(qiáng)度低這點(diǎn)仍不甚滿意，因?yàn)樵诒容^特殊的純化條件中效率會(huì)受影響。于是進(jìn)行了鏈霉親和素的改造，發(fā)展出Strep-Tactin^?。Strep-Tactin^?:Strep-tag II的親和力較Streptavidin:Strep-tag II提升了近100倍，這個(gè)改變使得洗脫時(shí)需改用脫硫生物素(Desthiobiotin) ⁵，但過程一樣溫合。這就是二代Strep-tag系統(tǒng)，在過去近20年間，逐漸被廣泛應(yīng)用于純化或偵測(cè)蛋白質(zhì)中，甚至發(fā)展出細(xì)胞分離檢測(cè)的方法⁶。

即便親和力已提升，在某些狀況下，Strep-Tactin^?使用仍有所限制，尤其是在需要極高親和力的應(yīng)用之中，例如檢測(cè)蛋白質(zhì)間的交互作用、或是從目標(biāo)蛋白濃度低的樣本中進(jìn)行純化。因此科學(xué)家利用總結(jié)合力(Avidity)的原理，將兩個(gè)Strep-tag II以Linker連接在一起 :  Twin-Strep-tag ⁷。這一新標(biāo)簽的出現(xiàn)再度提升了目標(biāo)蛋白與Strep-Tactin^?的鏈接強(qiáng)度，改善了低濃度樣本純化效果⁸，還能用于抓取蛋白復(fù)合體、檢測(cè)蛋白間的交互作用^{7, 9}。

美中不足的是，Strep-Tactin^?在變性條件下并不穩(wěn)定(例如:使用尿素時(shí))，無法進(jìn)行純化，且進(jìn)行批量純化時(shí)，即使搭配Twin-Strep-tag，效果仍有改善的空間。為此，科學(xué)家再次改造了Strep-Tactin^?，得到與Twin-Strep-tag親和力更上一層樓的Strep-Tactin^?XT (XT意指extreme tight) 10。經(jīng)過這次的優(yōu)化，科學(xué)家首次創(chuàng)造出一個(gè)純化系統(tǒng)，其中標(biāo)簽與配體的鍵結(jié)力幾近共價(jià)，但鏈結(jié)仍保持可逆 (注:Strep-tag II也能與Strep-Tactin^?XT結(jié)合)。因親和力的增加，即使經(jīng)過多次清洗步驟，蛋白也不會(huì)從Strep-Tactin^?XT上解離，提高了目標(biāo)蛋白的得率。需注意的是，洗脫步驟必須使用生物素，但是整個(gè)純化流程與前幾代一樣溫合，純度超過95%，這就是 新一代Strep-tag系統(tǒng)。用Strep-Tactin^?XT來純化時(shí)，得率及純度都提高；且Twin-Strep-tag搭配后還能用在Biacore芯片^{11, 12}、微量滴定板或ELISA中來固定蛋白，進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)，是一個(gè)多用途的親和標(biāo)簽系統(tǒng)。

IBA Lifesciences公司簡(jiǎn)介

IBA Lifesciences（德國）是后基因組時(shí)代表達(dá)克隆和蛋白質(zhì)純化技術(shù) 重要的供應(yīng)商之一。該公司的產(chǎn)品線分成三部分：一是開發(fā)了Strep-tag^?的通用技術(shù)平臺(tái)，可快速、多樣性地生產(chǎn)、純化和使用重組蛋白；二是細(xì)胞分選與擴(kuò)增產(chǎn)品組合；三是定制化核酸合成服務(wù)。