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2025-08-14T08:39:06Z

Anwendungen: doppelt

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Als '''Protein-Tag''', [[Affinität (Biochemie)|Affinitäts]]-Tag oder [[Epitop]]-Tag (engl. ''{{lang|en|tag}}'' für ‚Markierung‘, ‚Schildchen‘ oder ‚Etikett‘) werden in der [[Biochemie]] verschiedene, meist kurze [[Aminosäuresequenz]]en bezeichnet, mit deren Hilfe [[Protein]]e [[Molekülmarkierung|markiert]] werden können. Die derart markierten Proteine gehören zu den [[Fusionsprotein]]en. Begrifflich und funktionell analog, aber auf Nukleinsäure-Ebene, werden heute bei vielen modernen Methoden der [[DNA-Sequenzierung]] und [[Klonierung]], etwa von [[Genbibliothek]]en, auch DNA-Tags ([[Barcode]]s) verwendet, um Moleküle identifizierbar zu markieren.

== Anwendungen ==
[[Datei:His-tag.png|mini|A) His-Tag bereits im Vektor vorliegend, B) Einfügen der DNA-Sequenz des His-Tags mit dem [[Transgen]] in den [[Vektor (Gentechnik)|Vektor]].]]
[[Datei:His-tag-primers.png|mini|''N''-terminale Histag-Primersequenz ab dem Start-Codon (links), ''C''-terminale His-Tag-Primersequenz bis zum Stop-Codon (rechts).]]
Für verschiedene Zwecke sind die verschiedenen Markierungen unterschiedlich gut geeignet. Sie werden im Zuge des [[Proteindesign]]s bei der Erzeugung [[Rekombinantes Protein|rekombinanter Proteine]] mit einem [[Expressionsvektor]], bzw. deren [[Proteinreinigung|Reinigung]] und [[Proteincharakterisierung|Nachweis]] über die [[Affinitätschromatografie]], über [[Pulldown-Assay]]s, per [[Western Blot]], per [[Immunhistochemie]], per [[Fluoreszenzmikroskopie]] oder im Live-Imaging (siehe [[Moderne Untersuchungsmethoden in der Zellbiologie]]) eingesetzt.

Zur Erzeugung eines Protein-Tags wird die codierende [[DNA]]-Sequenz des Protein-Tags unter Erhalt des [[Leseraster]]s in die codierende DNA-Sequenz des Fusionsproteins hinter das [[Start-Codon]] oder vor das [[Stop-Codon]] eingefügt. Dadurch entsteht ein [[N-Terminus|''N''-terminales]] bzw. ein [[C-Terminus|''C''-terminales]] Protein-Tag am Protein während der [[Translation (Biologie)|Translation]].

Gelegentlich muss das Protein-Tag vom Protein nach der Reinigung entfernt werden, was z. B. durch eine [[Protease]]-Schnittstelle, [[2A-Peptide]] oder ein induzierbares [[Intein]] erreicht werden kann. Der [[Proteolyse]]-basierte Ansatz verwendet Proteasen mit längerer Erkennungssequenz, die möglichst nur an der Schnittstelle des Protein-Tags schneiden, z. B. die [[TEV-Protease]],<ref name="rigautgetal">{{cite journal| author=G. Rigaut et al.| title=A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration|journal=Nature Biotechnology|date=1999 |language=en |volume=17|pmid=10504710| pages=1030–1032| doi=10.1038/13732| issue=10}}</ref> [[Thrombin]], [[Faktor Xa]] oder [[Enteropeptidase]]. Inteine können durch [[Thiole]] oder durch Absenken des [[pH-Wert]]s ausgelöst werden.<ref>S. Chong, F. B. Mersha, D. G. Comb, M. E. Scott, D. Landry, L. M. Vence, F. B. Perler, J. Benner, R. B. Kucera, C. A. Hirvonen, J. J. Pelletier, H. Paulus, M. Q. Xu: ''Single-column purification of free recombinant proteins using a self-cleavable affinity tag derived from a protein splicing element.'' In: ''Gene'' (1997), Band 192(2), S. 271–281. PMID 9224900.</ref><ref>S. Chong, G. E. Montello, A. Zhang, E. J. Cantor, W. Liao, M. Q. Xu, J. Benner: ''Utilizing the C-terminal cleavage activity of a protein splicing element to purify recombinant proteins in a single chromatographic step.'' In: ''Nucleic Acids Res.'' (1998), Band 26(22), S. 5109–15. PMID 9801307; {{PMC|147948}}.</ref><ref>D. W. Wood, W. Wu, G. Belfort, V. Derbyshire, M. Belfort: ''A genetic system yields self-cleaving inteins for bioseparations.'' In: ''Nat Biotechnol.'' (1999), Band 17(9), S. 889–892. PMID 10471931.</ref>

Alle Protein-Tags erlauben eine der folgenden Methoden:
* Immunaffinitätschromatografische Aufreinigung (mit den entsprechenden Antikörpern)
* Antikörperbasierte Nachweise (z. B. per Western Blot, Immunhistochemie oder Immunfluoreszenz)

Einige Tags besitzen neben der Bindung eines [[Antikörper]]s oder [[Immunkonjugat]]s noch andere Funktionen wie:
* Affinitätschromatografie aufgrund der [[Affinität (Biochemie)|Affinität]] zu einem anderen Bindungspartner (z. B. CaM-Tag, CBP-Tag, GST-Tag, MBP-Tag)
* [[Biotinylierung]]sstellen zur Aufreinigung mit [[Streptavidin]] (z. B. Avi-Tag, BCCP-Tag, Strep-Tag)
* [[Komplexbildner|Komplexbildung]] mit zweiwertigen [[Nickel]]ionen und [[Nitrilotriessigsäure]]-modifizierter und [[Vernetzung (Chemie)|quervernetzter]] [[Agarose]] oder [[Dextran]] (z. B. His-Tag)
* [[Fluoreszenzmarkierung]] (z. B. GFP- oder Flash-Tag)
* Leichtere Trennung in der [[HPLC]] aufgrund der erhöhten [[Polarität (Chemie)|Polarität]] (z. B. His-Tag, FLAG-Tag, Xpress-tag)
* [[Cystein]]e als reaktive Gruppen (z. B. GST-Tag, Thioredoxin-Tag) oder enzymatische Selbstmodifikation (Snap-Tag),
* Erhöhung der [[Löslichkeit]] bei [[Einschlusskörperchen]], mit größeren Tags (z. B. GST-Tag, MBP-Tag)
* Verbesserung der [[Proteinfaltung]], bei Einschlusskörperchen oder aufgrund fehlverknüpfter [[Disulfidbrücke]]n (z. B. Thioredoxin-Tag, poly(NANP)-Tag)
* induzierbare [[Fällungsreaktion]]en (z. B. ELP-Tag, 18A-Tag, ELK16-Tag)
* kovalente Quervernetzung mit [[Protein-Protein-Interaktion|Interaktionspartnern]] (z. B. Isopeptag, SpyTag)
* kovalente Bindung an synthetische Liganden zur chemischen Modifikation von Proteinen (z. B. HaloTag, SnapTag, ClipTag)

== Protein-Tags ==
* [[18A-Tag]] (Sequenz: EWLKAFYEKVLEKLKEL)<ref name="PMID 21631955">L. Xing, W. Wu, B. Zhou, Z. Lin: ''Streamlined protein expression and purification using cleavable self-aggregating tags.'' In: ''Microb Cell Fact.'' (2011), Band 10, S. 42. PMID 21631955; {{PMC|3124420}}.</ref>
* [[ACP-Tag]]
* [[Aldehyd-Tag]]<ref>I. S. Carrico, B. L. Carlson, [[Carolyn Bertozzi]]: ''Introducing genetically encoded aldehydes into proteins.'' In: ''Nature chemical biology.'' Band 3, Nummer 6, Juni 2007, S. 321–322, {{DOI|10.1038/nchembio878}}. PMID 17450134.</ref>
* ALFA-tag (Sequenz: SRLEEELRRRLTE)<ref>{{Literatur |Autor=Hansjörg Götzke, Markus Kilisch, Markel Martínez-Carranza, Shama Sograte-Idrissi, Abirami Rajavel |Titel=The ALFA-tag is a highly versatile tool for nanobody-based bioscience applications |Hrsg= |Sammelwerk=Nature Communications |Band=10 |Nummer=1 |Auflage= |Verlag= |Ort= |Datum=2019-09-27 |ISBN= |ISSN=2041-1723 |DOI=10.1038/s41467-019-12301-7 |PMC=6764986 |PMID=31562305 |Seiten=1–12}}</ref>
* [[Avi-Tag]] (Sequenz: GLNDIFEAQKIEWHE)
* [[BCCP-Tag]]
* [[Calmodulin-Tag]] ([[CaM-Tag]], Sequenz: KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL)
* [[Chitin-bindendes Protein-Tag]] ([[CBP-Tag]])
* [[E-Tag]] (Sequenz: GAPVPYPDPLEPR)
* [[ELK16-Tag]] (Sequenz: LELELKLKLELELKLK)<ref name="PMID 21631955" />
* [[ELP-Tag]]<ref>B. A. Fong, D. W. Wood: ''Expression and purification of ELP-intein-tagged target proteins in high cell density E. coli fermentation.'' In: ''Microb Cell Fact.'' (2010), Band 9, S. 77. PMID 20959011; {{PMC|2978133}}.</ref>
* [[FLAG-Tag]] (Sequenz: DYKDDDDK)<ref name="Hopp">Thomas P. Hopp, Kathryn S. Prickett, Virginia L. Price, Randell T. Libby, Carl J. March, Douglas Pat Cerretti, David L. Urdal, Paul J. Conlon: ''A Short Polypeptide Marker Sequence Useful for Recombinant Protein Identification and Purification.'' In: ''Bio/Technology.'' 6, 1988, S. 1204, {{DOI|10.1038/nbt1088-1204}}.</ref>
* [[Flash-Tag]] (Sequenz: CCXXCC)<ref>B. A. Griffin, S. R. Adams, [[Roger Tsien|R. Y. Tsien]]: ''Specific covalent labeling of recombinant protein molecules inside live cells.'' In: ''Science.'' Band 281, Nummer 5374, Juli 1998, S. 269–272, PMID 9657724.</ref>
* poly-[[Glutaminsäure|Glutamat]]-Tag (Sequenz: EEEEEE)
* [[Glutathion-S-Transferase]]-Tag ([[GST-Tag]])<ref>D. B. Smith, K. S. Johnson: ''Single-step purification of polypeptides expressed in Escherichia coli as fusions with glutathione S-transferase.'' In: ''Gene.'' Band 67, Nummer 1, Juli 1988, S. 31–40, PMID 3047011.</ref>
* [[Green fluorescent protein|Green-fluorescent-protein]]-Tag ([[GFP-Tag]])
* HaloTag<ref>{{Literatur |Autor=Georgyi V. Los, Lance P. Encell, Mark G. McDougall, Danette D. Hartzell, Natasha Karassina, Chad Zimprich, Monika G. Wood, Randy Learish, Rachel Friedman Ohana, Marjeta Urh, Dan Simpson, Jacqui Mendez, Kris Zimmerman, Paul Otto, Gediminas Vidugiris, Ji Zhu, Aldis Darzins, Dieter H. Klaubert, Robert F. Bulleit, Keith V. Wood |Titel=HaloTag: A Novel Protein Labeling Technology for Cell Imaging and Protein Analysis |Sammelwerk=ACS Chemical Biology |Band=3 |Nummer=6 |Datum=2008-06-01 |ISSN=1554-8929 |DOI=10.1021/cb800025k |Seiten=373–382}}</ref>
* [[Hämagglutinin]]-Tag ([[HA-Tag]], Sequenz: YPYDVPDYA)<ref name="Field">J. Field, J. Nikawa, D. Broek, B. MacDonald, L. Rodgers, I. A. Wilson, R. A. Lerner, M. Wigler: ''Purification of a RAS-responsive adenylyl cyclase complex from Saccharomyces cerevisiae by use of an epitope addition method.'' In: ''Molecular and cellular biology.'' Band 8, Nummer 5, Mai 1988, S. 2159–2165, PMID 2455217, {{PMC|363397}}.</ref>
* poly-[[Histidin]]-Tag ([[His-Tag]], Sequenz: HHHHHH)<ref name="Hochuli">E. Hochuli, W. Bannwarth, H. Döbeli, R. Gentz, D. Stüber: ''Genetic Approach to Facilitate Purification of Recombinant Proteins with a Novel Metal Chelate Adsorbent.'' In: ''Nature Biotechnology.'' 6, 1988, S. 1321, {{DOI|10.1038/nbt1188-1321}}.</ref>
* [[Isopeptag]] (Sequenz: TDKDMTITFTNKKDAE)<ref>B. Zakeri, M. Howarth: ''Spontaneous intermolecular amide bond formation between side chains for irreversible peptide targeting.'' In: ''Journal of the American Chemical Society.'' Band 132, Nummer 13, April 2010, S. 4526–4527, {{DOI|10.1021/ja910795a}}. PMID 20235501.</ref>
* [[Maltose-bindendes Protein]]-Tag ([[MBP-Tag]])<ref name="Bedouelle">H. Bedouelle, P. Duplay: ''Production in Escherichia coli and one-step purification of bifunctional hybrid proteins which bind maltose. Export of the Klenow polymerase into the periplasmic space.'' In: ''[[FEBS Journal|European Journal of Biochemistry]].'' Band 171, Nummer 3, Februar 1988, S. 541–549, PMID 3278900.</ref>
* [[Myc]]-Tag (Sequenz: EQKLISEEDL)
* [[NE-Tag]] (Sequenz: TKENPRSNQEESYDDNES)<ref>P. W. Ho, Z. H. Tse, H. F. Liu, S. Lu, J. W. Ho, M. H. Kung, D. B. Ramsden, S. L. Ho: ''Assessment of cellular estrogenic activity based on estrogen receptor-mediated reduction of soluble-form catechol-O-methyltransferase (COMT) expression in an ELISA-based system.'' In: ''PloS one.'' Band 8, Nummer 9, 2013, S. e74065, {{DOI|10.1371/journal.pone.0074065}}, PMID 24040167, {{PMC|3765251}}.</ref>
* [[Nus-Tag]]
* [[ProtA-Tag]]
* [[ProtC-Tag]]
* Rho1d4 tag, leitet sich von den c-terminalen 9 Aminosäuren des Rinder-[[Rhodopsin]]s (TETSQVAPA) ab. Sehr spezifischer tag, welcher sich besonders für die Aufreinigung von [[Membranprotein]]en eignet.<ref name="PMID24943310">L. L. Molday, R. S. Molday: ''1D4: a versatile epitope tag for the purification and characterization of expressed membrane and soluble proteins.'' In: ''Methods in molecular biology.'' Band 1177, 2014, S. 1–15, {{DOI|10.1007/978-1-4939-1034-2_1}}, PMID 24943310, {{PMC|4227631}}.</ref>
* [[S-Tag]] (Sequenz: KETAAAKFERQHMDS)
* [[SBP-Tag]] (Sequenz: MDEKTTGWRGGHVVEGLAGELEQLRARLEHHPQGQREP)<ref>A. D. Keefe, D. S. Wilson, B. Seelig, [[Jack Szostak|J. W. Szostak]]: ''One-step purification of recombinant proteins using a nanomolar-affinity streptavidin-binding peptide, the SBP-Tag.'' In: ''Protein expression and purification.'' Band 23, Nummer 3, Dezember 2001, S. 440–446, {{DOI|10.1006/prep.2001.1515}}, PMID 11722181.</ref>
* [[Snap-Tag]]
* [[SnoopTag]] (Sequenz: KLGDIEFIKVNK)<ref>G. Veggiani, T. Nakamura, M. D. Brenner, R. V. Gayet, J. Yan, C. V. Robinson, M. Howarth: ''Programmable polyproteams built using twin peptide superglues.'' In: ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences]].'' Band 113, Nummer 5, Februar 2016, S. 1202–1207, {{DOI|10.1073/pnas.1519214113}}, PMID 26787909, {{PMC|4747704}}.</ref>
* [[SofTag]] 1 und 3 (Sequenzen: SLAELLNAGLGGS bzw. TQDPSRVG)
* [[SpyTag]] (Sequenz: AHIVMVDAYKPTK)<ref>B. Zakeri, J. O. Fierer, E. Celik, E. C. Chittock, U. Schwarz-Linek, V. T. Moy, M. Howarth: ''Peptide tag forming a rapid covalent bond to a protein, through engineering a bacterial adhesin.'' In: ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences]].'' Band 109, Nummer 12, März 2012, S. E690–E697, {{DOI|10.1073/pnas.1115485109}}. PMID 22366317. {{PMC|3311370}}.</ref>
* [[Streptavidin]]-Tag ([[Strep-Tag]], Sequenz: AWRHPQFGG)<ref>T. G. Schmidt, J. Koepke, R. Frank, A. Skerra: ''Molecular interaction between the Strep-tag affinity peptide and its cognate target, streptavidin.'' In: ''Journal of molecular biology.'' Band 255, Nummer 5, Februar 1996, S. 753–766, {{DOI|10.1006/jmbi.1996.0061}}, PMID 8636976.</ref>
* [[Strep-tag|''Strep''-tag II]] (Sequenz: WSHPQFEK)
* T7 Epitope Tag (Sequenz: MASMTGGQQMG)
* [[Tandem Affinity Purification|Tandem-Affinity-Purification]]-Tag ([[Tandem Affinity Purification#TAP-Tag|TAP-Tag]])
* [[TC-Tag]] (Sequenz: CCPGCC)
* [[Thioredoxin]]-Tag ([[TRX-Tag]])
* [[Ty-Tag]] (Sequenz: EVHTNQDPLD)
* [[V5-Tag]] (Sequenz: GKPIPNPLLGLDST)
* [[VSV-Tag]] (Sequenz: YTDIEMNRLGK)
* [[Xpress-Tag]] (Sequenz: DLYDDDDK)

== Geschichte ==
Das erste Protein-Tag wurde 1984 von S. Munro und [[Hugh Pelham|H. R. Pelham]] veröffentlicht und bestand aus einem Teil des [[Neuropeptid]]s [[Substanz P]].<ref>S. Munro, H. R. Pelham: ''Use of peptide tagging to detect proteins expressed from cloned genes: deletion mapping functional domains of Drosophila hsp 70.'' In: ''The EMBO journal.'' Band 3, Nummer 13, Dezember 1984, S. 3087–3093, PMID 6526011, {{PMC|557822}}.</ref> Die nächsten Protein-Tags waren im Jahr 1986 das Myc-Tag<ref name="DOI10.1016/0092-8674(86)90746-4">Sean Munro, Hugh R.B. Pelham: ''An hsp70-like protein in the ER: Identity with the 78 kd glucose-regulated protein and immunoglobulin heavy chain binding protein.'' In: ''Cell.'' 46, 1986, S. 291, {{DOI|10.1016/0092-8674(86)90746-4}}.</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Ashley Waldron |url=https://blog.addgene.org/of-myc-and-men |titel=Of Myc and Men |werk=blog.addgene.org |datum=2023-01-19 |sprache=en |abruf=2023-01-25}}</ref> und 1988 das MBP-Tag,<ref name="Bedouelle" /> das [[HA-Tag]],<ref name="Field" /> das [[His-Tag]]<ref name="Hochuli" /> und das [[FLAG-Tag]].<ref name="Hopp" />

== Siehe auch ==
* [[Reportergen]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* Artikel [https://www.laborjournal.de/rubric/methoden/methoden/v48.php Teil1] [https://www.laborjournal.de/rubric/methoden/methoden/v49.php Teil2] [https://www.laborjournal.de/rubric/methoden/methoden/v50.php Teil3] zum Thema in der Zeitschrift Laborjournal

[[Kategorie:Protein-Methode]]
[[Kategorie:Biochemisches Nachweisverfahren]]
[[Kategorie:Biochemisches Trennverfahren]]

Protein-Tag - Versionsgeschichte

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