Halo tag蛋白自标记

Halo tag配体分子是一类氯代烷-PEG类（chloroalkane-PEG）化合物，其本身是细菌脱卤素酶dehalogenase（DhaA from Rhodococcus sp.）的遗传修饰底物，可以在生理条件下温和的与脱卤素酶进行有效的共价结合。天然的脱卤素酶除了共价结合Halo tag配体分子外，还具有水解属性，可将共价结合上去的配体分子再水解下来，生物学家通过基因突变，将水解活性剔除，从而得到一种只共价偶联不水解的脱卤素酶，即Halo蛋白（Halo protein）。在一般生理状态下，Halo蛋白和Halo tag配体分子的结合反应非常快，共价键结合是不可逆的，具有高度专一性，共价键很牢固，在胞内不会被其它酶水解，即使在变性条件下也不会断裂，可以进行SDS-PAGE电泳胶显色分析。

Halo tag配体用处很多，比如，在蛋白质示踪应用中，利用基因融合技术将目标蛋白和Halo蛋白融合表达，代替eGFP研究各种蛋白质在细胞内的定位。Halo tag有好几种不同颜色的荧光配体，它们没有毒性，可以高特异性和高亲和力地与Halo蛋白快速形成稳定的共价结合，即刻显影出目标蛋白的胞内位置。另外，HaloTag配体的多样性使得HaloTag融合蛋白具有多种功能和较宽的光学检测范围，无需改变基本的遗传结构就可在不同的波长下进行细胞成像或结合新的功能团。由于Halo tag配体透膜性好，不需要将其注入到细胞中，减少了对细胞的毒性，到目前为止通过对TMR，diAcFAM 和生物素等配基的细胞毒性检测也没有发现阳性反应，对细胞形态也无不良影响。

Halo tag配体通常包含两种关键部分：一个通用的HaloTag蛋白反应单元——其作用是启动与HaloTag蛋白的共价键的形成，化合结构是chloroalkane-PEG（即CA单元）；另一部分是一个功能报告基团，Halo tag配体分子的多样性主要体现在这一单元，包括各色荧光染料TMR（黄红色）、rhod green（绿色）和香豆素（蓝色），胞内水解激活型diAcFAM和Oregon green，不透膜性AF488，或亲和反应基团如生物素等。多荧生物为研究人员提供多样的选择，满足不同的研究需要，各种Halo tag配体分子的选择如下：