亲和标签不仅便于对融合蛋白的检测与纯化，而且可能对目标蛋白的理化性质产生有利的影响，可以提高重组蛋白的产量，增强重组蛋白的可溶性，促进重组蛋白的正确折叠。
1. 提高重组蛋白的产量
在使用亲和标签进行融合表达的过程中发现，位于目标蛋白N 端的某些亲和标签，如谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase，GST) 、麦芽糖结合蛋白(maltose-binding protein，MBP ) 、泛素(ubiquitin，Ub) 、小泛素相关修饰蛋白(small ubiquitin-relatedmodifier，SUMO)等，通常可以显著提高重组蛋白的产量。这些融合标签为高效的翻译起始提供了一个可靠的位点，从而能使核糖体在标签N 端的甲硫氨酸处有效地起始翻译，促使融合蛋白大量表达，提高蛋白产量。由于小范围内的RNA分子之间的相互作用比大范围内的RNA分子之间的相互作用更倾向于稳定，融合于目标蛋白N端的小分子标签可能会导致不利二级结构的出现;如果融合蛋白mRNA的二级结构干扰了核糖体的结合，就有可能降低融合蛋白的表达量。另一方面，位于目标蛋白N端或C端的某些特定氨基酸序列会影响蛋白质自身的降解，而某些标签能够耐受宿主内蛋白酶的降解。因此，在某些情况下，亲和标签能使融合蛋白更耐受宿主内的蛋白酶降解，从而有可能提高重组蛋白的产量。然而，到目前为止，亲和标签增加重组蛋白产量的机制仍不是很清楚。
2. 增强重组蛋白的可溶性
大肠杆菌(Escherichia coli) 由于具有遗传背景清楚、生长迅速、表达量高、使用方便等显著优势而成为大量表达外源蛋白经常使用的表达宿主，但同时也存在着真核蛋白表达成功率低、不能进行大多数翻译后修饰等明显不足;特别是大量的表达实验发现，在大肠杆菌中大量表达的所有重组蛋白中，有超过一半的产物以包涵体的形式聚集在一起，可溶性很低，极大地限制了重组蛋白的大规模生产。使用真核表达系统，例如酵母表达系统、昆虫杆状病毒表达系统，或者无细胞蛋白合成系统可以解决重组蛋白的可溶性问题，却由于缺乏对它们的系统研究，大肠杆菌仍是目前外源表达系统的优先选择。为了抑制大肠杆菌所表达的重组蛋白形成包涵体，包括选用特定的表达菌株、与分子伴侣共表达、降低目标蛋白的表达温度、调整诱导剂浓度等在内的一系列方法已经用于提高所表达重组蛋白的可溶性，却并不总是有效。研究发现，在融合亲和标签进行原核表达的过程中，某些高度可溶的蛋白标签具有提高融合蛋白可溶性的能力，如GST、MBP、SUMO、NusA(N-utilization substance A)等，其中研究最透彻、阐述最清楚的增强融合蛋白可溶性的标签有MBP 和NusA。MBP是一个由396个氨基酸组成、大小约为40 kDa的蛋白标签，具有很高的可溶性，与目标蛋白融合后，可以有效地增大融合蛋白的可溶性。通过改变MBP“开放”与“关闭”构象之间的平衡后发现，这种突变很显著地影响MBP提高融合蛋白可溶性的能力，表明它的助溶性是由自身的“开放”构象介导的。NusA是一个由495个氨基酸组成、大小约为55kDa的蛋白标签，自身内在的可溶性很高，与目标蛋白融合后，能够有效地提高重组蛋白的可溶性和稳定性，蛋白表达量也相应地增加。然而，与增大可溶性标签融合后，并不是每一个融合蛋白的可溶性都会提高，有些蛋白在融合标签去除后仍会形成不溶性聚集体;同时，某些可溶性标签增大融合蛋白溶解能力的机制仍然知之甚少。一种模型认为，融合蛋白形成了一个可溶性类微团的多蛋白结构，易聚集的目标蛋白在这个结构的里面，远离溶剂，而亲水的标签结构域面向外部;这些蛋白颗粒并不大，因而在低速离心时不会沉积下来。另一种模型认为，在融合蛋白中，高度可溶的蛋白标签自身具有内在的类分子伴侣活性，部分折叠的目标蛋白与融合标签的疏水区之间短暂反复的相互作用阻止了它们的自聚集，从而引导融合蛋白形成原始的结构; 融合标签可能只是减少了无益的旁路聚合，在目标蛋白的折叠中并没有起主要作用。
3. 促进重组蛋白的正确折叠
在利用亲和标签增大重组蛋白可溶性的同时发现，某些高度可溶的蛋白标签具有促进目标蛋白正确折叠的能力，如MBP、NusA、硫氧还蛋白(thioredoxin，Trx)等。一般而言，蛋白质是否能够正确折叠，主要取决于其自身的氨基酸序列，因而这些亲和标签只是协助目标蛋白进行正确折叠，而不能决定其是否正确折叠。一种观点认为，增大可溶性的蛋白标签促进目标蛋白正确折叠的能力存在着明显的差异，表明这些蛋白标签在目标蛋白的折叠过程中发挥主动作用。另一种观点认为，目标蛋白的折叠效果主要依赖于蛋白自身，而不是这些增大可溶性的蛋白标签，表明这些可溶性很高的蛋白标签在目标蛋白的折叠过程中只发挥被动作用;尽管不能确定目标蛋白的哪一部分被正确折叠，但这类标签可能具有相似的作用机理，目标蛋白的相同部分被正确折叠。第三种观点认为，上述两种观点均不成立，目标蛋白最合适的标签必须通过实验验证来从众多的可溶性很高的亲和标签中确定最佳选择。除了上述有利影响之外，亲和标签还可能抑制融合蛋白的水解、保护融合蛋白的抗原性、提高融合蛋白结合分析的敏感性等。当然，亲和标签也可能会给目标蛋白带来不利影响，改变蛋白质的构象、促使蛋白质自联、抑制酶活、改变蛋白质的生物活性等，因而在选择亲和标签时必须注意这些问题。
Souce: 纽普生物 2016-07-11