光控的蛋白纯化新方法

作者: 研纯生物LAB1688 发布时间: 2025-12-02 13:38:33 查看数: 238

发表期刊：《Nature communications》

标题：Protein purification with light via a genetically encoded azobenzene side chain

发表时间：2024.12

研究者：慕尼黑工业大学的Arne Skerra教授团队

研究成果简介：

亲和层析法在许多领域彻底改变了蛋白质纯化。常规的亲和层析进行蛋白纯化的方法是依赖于亲和标签（如His-tag，FLAG-tag等）。这些生物亲和层析洗脱的目标蛋白通常被配体、变性剂、洗涤剂或螯合剂污染，因此后续应用前必须经过一个额外的纯化步骤。本文作者使用一种具有光开关形状和结合特性的化学基团，偶氮苯，实现了仅通过适当波长的照明从色谱柱中特定地洗脱目标蛋白。

光控的蛋白纯化方法，只需要通过光照就可以实现蛋白质的纯化洗脱，避免了使用化学试剂。这种方法可以直接得到具有功能的蛋白质，无需额外的纯化步骤。

具体来说，这种光控亲和层析(Excitography)的方法利用一种光响应的 Azo-tag，是一种短肽，包含 p-(苯基偶氮)-L-苯丙氨酸 (Pap)。Pap 的侧链可以通过温和的紫外光照射，在 trans (反式) 和 cis (顺式) 两种构型之间切换。

只有 trans-Pap 对 α-环糊精 (α-CD) 具有很强的亲和力。因此，带有 Azo-tag 的蛋白质在光照下或黑暗中可以选择性地结合到 α-CD 层析柱上。当用 355 nm 的光照射柱子时，Pap 转化为 cis 构型，蛋白质会迅速从柱子上洗脱下来。

这种新型的光控亲和层析(Excitography)，利用基因编码的光响应Azo-标签，该标签在紫外光照射下可以改变其与α-环糊精的亲和力。这种方法实现了蛋白质的单步纯化，无需竞争剂或严苛的缓冲条件，成功地利用这种方法纯化了多种蛋白质，包括酶和抗体片段。光作为一种物理控制手段的引入，为亲和层析技术增加了一个新的维度。

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