1988年，Smith（Royal Melbourne Hospital，Australia）和Johnson（University of Melbourne，Australia）首次提出谷胱甘肽S-轉移酶（GST）親和標簽的概念，這是一種可以一步獲得高純度目的蛋白的純化試驗方法。

此后，GST融合蛋白的親和純化法被廣泛使用，目前已成為純化重組蛋白的常用方法。而來源于日本吸血蟲的谷胱甘肽S-轉移酶（GST）標簽，則是現(xiàn)今應用最為廣泛的融合標簽之一。

GST標簽蛋白親和純化具有以下特點：
• 高純度目標蛋白一步純化
• 特異性強、純化條件溫和，完整保留了蛋白的生物活性
• 水溶性良好，可以促進外源蛋白可溶性表達
• 可用不同的蛋白酶去除親和標簽

Fig.1 GST標簽蛋白的晶體結構
 

在純化過程中，帶有GST標簽的目標蛋白與瓊脂糖介質上交聯(lián)的谷胱甘肽配體發(fā)生互補性結合。這種結合具有可逆性，可以在溫和、非變性的條件下通過在緩沖液中加入還原型谷胱甘肽洗脫下來，雜質在結合過程中流穿或通過結合緩沖液被洗脫去除，實現(xiàn)目的蛋白的分離。

如純化后需將GST標簽去除，可以采用柱上或柱下酶切的方式。

如需柱上酶切，可以在標簽蛋白與谷胱甘肽結合時加入針對于蛋白酶位點的特異性酶切酶進行切割。如需柱下酶切，則可在洗脫之后再加入酶切酶進行酶切。一般可以根據(jù)選擇的表達載體使用PreScission Protease、Thrombin、 Factor Xa三種酶進行切除。

Fig.2  GST 標簽蛋白純化產(chǎn)品

• 純化緩沖液推薦：

平衡液：10-20mM PB/50-100mM Tris-HCl + 0.14-0.4M NaCl，pH6.2~8.0

洗脫液：50mM Tris-HCl+10-60mM 還原性谷胱甘肽，pH8.0~9.0

Tips：為提高純度可在結合緩沖液和洗脫緩沖液中加入還原劑，如1-5 mM DTT，但這樣可能會降低收率。
 

一般來說，使用親和層析一步純化出的GST標簽蛋白純度高于一步純化出的His標簽蛋白純度。但是，GST標簽蛋白在擁有眾多優(yōu)勢的同時，也存在兩點劣勢：1.分子量大，可能會影響蛋白質功能和下游實驗；2.僅能純化可溶性蛋白。因此，純化時需根據(jù)純化的蛋白樣品性質，選擇合適的層析填料進行純化。