在重組蛋白研究中，蛋白標籤（Tag）是一種關鍵的工程化設計元素。標籤並不是蛋白本身的功能組成部分，而是通過表達構建引入的分子附加序列，用於提升目標蛋白在實驗體系中的可識別性和可操作性。無論是分離、檢測，還是改善蛋白溶解性和穩定性，標籤都提供了明確的技術支撐。

融合標籤的基本原理是將標籤序列與目標蛋白編碼序列共置於同一開放閲讀框內，在翻譯過程中形成融合蛋白。設計時需要保證標籤與蛋白的結構兼容，不干擾正確摺疊，同時提供可用於特定技術目的的功能特性。

1. His 標籤：高通用性親和純化

His 標籤由連續的組氨酸殘基組成，其主要技術價值在於可通過金屬離子配位實現選擇性結合。這種特性使 His 標籤成為親和純化中最常用的識別接口，能夠將融合蛋白從複雜蛋白混合物中分離出來。

此外，His 標籤體積小，通常不會對蛋白摺疊造成顯著干擾，因此適合大多數重組蛋白。它還可以用於免疫檢測，通過抗 His 抗體快速確認目標蛋白的表達情況。總體而言，His 標籤在表達構建中主要用於兼顧分離與檢測的雙重目的，為科研用重組蛋白提供可靠的技術手段。

2. GST 和 MBP 標籤：提升溶解性與輔助純化

與 His 標籤不同，GST（谷胱甘肽 S-轉移酶）和 MBP（麥芽糖結合蛋白）屬於較大的融合標籤，除了提供親和純化能力外，還能顯著改善目標蛋白在宿主細胞內的可溶性。

GST 標籤可以與谷胱甘肽固定化載體特異性結合，結合其較大的結構，還可以防止蛋白在表達過程中形成包涵體。MBP 標籤同樣具備親和結合能力，通過與麥芽糖載體的相互作用實現純化，同時由於其自身高度可溶的特性，常用於幫助難溶蛋白正確摺疊。

這類標籤的設計邏輯在於：既提供分離手段，又通過自身的物理化學特性改善蛋白的整體行為，使科研人員能夠在表達和純化階段獲得更穩定的蛋白樣品。

3. FLAG 和 Strep 標籤：小尺寸高特異性檢測

FLAG 和 Strep 標籤體積較小，不會顯著改變目標蛋白的結構，因此在蛋白檢測和親和純化中廣泛應用。FLAG 標籤是一段短肽，能夠被高度特異性的抗體識別，常用於 Western blot、免疫沉澱和細胞內定位分析。Strep 標籤則通過與親和基質的可逆結合實現蛋白分離，同時保持蛋白天然構象的完整性。

這類標籤的技術特點是高度可控：在需要精確檢測或温和純化的情況下，短標籤能提供足夠的識別能力，而不增加蛋白摺疊負擔。研究人員可以根據實驗需要選擇用於檢測或輕度純化的標籤，實現高靈活性操作。

4. 標籤切除：迴歸蛋白本徵狀態

在部分實驗中，標籤可能干擾蛋白功能或影響後續分析，因此在表達構建設計時，常通過特定酶切位點將標籤與目標蛋白連接。標籤切除可以在蛋白獲得後將融合部分移除，恢復接近天然蛋白的狀態。

這一設計體現了標籤作為技術工具的階段性屬性：在蛋白表達、純化或檢測階段提供便利，而在研究蛋白本身性質時可被移除。通過這種方式，科研人員能夠同時兼顧操作便利性和實驗對象的真實性。

5. 綜合考慮：不同標籤的技術選擇邏輯

在科研試劑角度，標籤選擇通常取決於實驗的技術需求。若目標蛋白需要高效純化且表達條件友好，His 標籤即可滿足要求；若蛋白易形成包涵體或難溶，GST 或 MBP 標籤可輔助摺疊和溶解；若實驗強調檢測精確性或保持蛋白結構完整，小型標籤如 FLAG 或 Strep 則是更合適的選擇。

此外，多標籤設計也存在可能，例如在融合蛋白中同時引入可用於純化的 His 標籤和用於檢測的 FLAG 標籤，以便在不同技術環節中發揮各自優勢。整體思路是讓標籤與目標蛋白在功能上互補，而非干擾蛋白本身的結構或實驗分析。

6. 技術總結

重組蛋白標籤的核心作用，是為目標蛋白提供實驗可識別性和操作便利性。不同標籤在體積、化學性質和識別方式上存在差異，因此在表達構建中需要根據科研目的進行合理選擇。通過融合標籤，科研人員可以在複雜表達體系中實現蛋白分離、檢測、改善溶解性，同時在需要時通過酶切恢復蛋白本徵狀態。

參考文獻（Nature 風格，近5年）

Zhang, Y. J. et al. Protein tags and fusion strategies in recombinant protein research. Nat. Biotechnol.43, 85–94 (2024).

Gupta, A. & Singh, N. Affinity-based approaches for tagged protein purification. Nat. Rev. Biotechnol.41, 321–335 (2023).

Li, X. Q. et al. Molecular design principles of fusion proteins. Nat. Struct. Mol. Biol.30, 533–545 (2023).

Kim, S. H. et al. Detection strategies for recombinant fusion proteins. Nat. Methods20, 445–453 (2023).

Chen, H. L. & Zhao, Y. B. Structural considerations of tag–protein fusions. Nat. Commun.12, 987 (2021).

Wang, D. Y. et al. Tag removal and structural integrity of recombinant proteins. Nat. Methods21, 112–120 (2024).