His tag是基于蛋白質表面的組氨酸殘基側鏈，在中性和弱堿性條件下可以和固定化的金屬離子相互作用(如Ni離子，Zn離子，Co離子等)，從而達到純化蛋白的作用，它是目前常見的蛋白純化標簽之一。
1、什么是His-tag
是重組蛋白表達最常用的標簽，無論表達的蛋白是可溶的或者包涵體都可以用固定金屬離子親和層析（IMAC）純化。
金屬螯合親合層析，又稱固定化金屬離子親合層析（Immobilized
metal ion affinity chromatography, IMAC），是近30年發展起來的一種新型分離技術。最早由Paroth等人提出。該方法利用蛋白質表面的一些氨基酸，如組氨酸、色氨酸、半胱氨酸等能和金屬離子發生特殊的相互作用的原理，從而對蛋白質加以分離。這些作用包括配價鍵結合、靜電吸附、共價鍵結合，其中以配價鍵結合為主，而且這其中又以6組氨酸標簽（His-Tag）應用最為廣泛。
以His-Tag純化標簽結合金屬螯合親合層析，為重組蛋白質的分離純化提供了一個有力的工具。由于金屬螯合親合層析具有配體簡單、吸附量大、分離條件溫和、通用性強等特點，上樣條件可選擇范圍廣，在高鹽、一定濃度的變性劑以及去垢劑的條件下，帶6His純化標簽的蛋白質都可以和親合填料特異性結合，逐漸成為分離純化蛋白質等生物工程產品最有效的技術之一。
2、His-tag是蛋白純化的首選標簽
（1）His-Tag非常小，在融合蛋白結晶后對蛋白結構沒有影響；
（2）N-端的His-Tag與細菌的轉錄翻譯機制兼容，有利于蛋白表達；
（3）采用IMAC（固定化金屬離子親合層析）純化His-Tag融合蛋白操作更加簡便；
（4）His-Tag對目的蛋白本身特性幾乎沒有影響，不會形成二聚體；
（5）His-Tag的免疫原性相對較低，可將純化的蛋白直接注射入動物體內進行免疫并制備抗體；
（6）與其它親和標簽構建成雙親和標簽，并可應用于多種表達系統。
3、His-tag蛋白純化原理
His-tag可與多種金屬離子發生特殊的相互作用，包括Ca2+、Mg2+、Ni2+、Cu2+，Fe3+等，其原理是利用蛋白質表面的特性，使之被吸附在凝膠柱上，從而達到分離純化蛋白的目的。組氨酸（His）的殘基上帶有1個咪唑基團，可以和Ni2+、Co2+等過渡金屬離子形成配位鍵而選擇性的結合在金屬離子上，這些金屬離子能夠用鰲合配體固定在層析介質上，因此帶有His標簽的蛋白在經過裝配了金屬離子的層析介質時可以選擇性的結合在介質上，而其他的雜質蛋白則不能結合或僅能微弱結合。結合在介質上的His標簽蛋白可以通過提高緩沖液中的咪唑濃度進行競爭性洗脫，從而得到較高純度的 His 標簽蛋白。
Ni2+在親和純化實驗中的使用最為廣泛。根據結合基團的不同，Ni2+親和層析柱可分為Ni-IDA和Ni-NTA。NTA的顆粒粒度均勻，粒徑更小，并且螯合鎳更穩定，能耐受較高的還原劑，使填料更加穩定，鎳離子不易脫落，因此選擇Ni-NTA親和層析柱進行蛋白純化。
4、His標簽蛋白純化常見問題
（1）His標簽蛋白不和介質結合
1）可能原因：超聲功率不合適（太大，蛋白碳化，太小，蛋白沒完全釋放）。解決方法：改變超聲功率或者其它方法破碎細胞。
2）樣品或緩沖液不合適。解決方法：確保緩沖液中螯合劑，還原劑，咪唑濃度不是很高。
3）His標簽暴露不完全。解決方法：在緩沖液中加變性劑（4-8M尿素，4-6M鹽酸胍），然后用IMAC介質純化。
4）His標簽丟失。解決方法：必要時增加His的個數并確保正確表達，同時降低上樣速度，確保足夠的孵育時間。
（2）His標簽蛋白結合在介質上洗脫困難
1）可能原因：洗脫條件太溫和。解決方法：增加洗脫咪唑濃度或降低pH。
2）可能原因：蛋白沉積在介質上。解決方法：減少上樣量，優化層析條件。
3）可能原因：非特異性結合。解決方法：緩沖液加2% Triton X-100和NaCl。
（3）洗脫峰雜質多
可能原因：非特異性結合，清洗不徹底，降解等。解決方法：純化過程加蛋白抑制劑防止降解，上樣完后要徹底清洗，加一定的NaCl和咪唑減少非特異性結合。
（4）使用幾次，介質結合效率降低，柱效降低
可能原因：介質上沉積大量雜質等解決方法：徹底清洗，IDA/IMAC脫鎳再生處理。
只有選擇合適的純化方法，才能得到高純度的重組蛋白，大量純化的重組蛋白可用于藥物篩選、結構生物學研究、細胞生物學研究、蛋白質組學等的一系列生物醫學領域的研究。美迪西生物醫藥已成功構建完整的大腸桿菌原核和酵母細胞真核的蛋白表達技術平臺，并可以根據客戶的需求，提供從蛋白表達質粒的構建、蛋白表達條件摸索和蛋白純化等一整套服務。
