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Strep-tag® - Führendes Affinitätschromatographie-System

Von der Reinigung bis zur Anwendungen in der Analytik

Components of the Strep-tag® technology

Unsere patentierte Strep-tag®-Technologie nutzt eine der stärksten nicht-kovalenten Wechselwirkungen in der Natur: die Wechselwirkung von Biotin und Streptavidin. Das System basiert auf der hochselektiven und leicht kontrollierbaren Wechselwirkung zwischen dem synthetischen Strep-tag®II-Peptid und dem speziell entwickelten Streptavidin, genannt Strep-Tactin®, das zu den stabilsten bekannten Proteinen gehört. Das Strep-tag®II-Peptid bindet spezifisch an die speziell entwickelten Streptavidine, Strep-Tactin® und Strep-Tactin®XT, indem es die Bindungstasche des natürlichen Liganden Biotin besetzt. Daher ist die Wechselwirkung durch übermäßige Zugabe des Konkurrenten leicht umkehrbar.

Zwei Affinitäts-Tags - zwei Streptavidin-Derivate: Der Strep-Tag®II besteht aus acht Aminosäuren (Trp-Ser-His-Pro-Gln-Phe-Glu-Lys), während der Twin-Strep-Tag® dieses Motiv zweimal hintereinander, verbunden durch einen Linker, enthält und somit aus 28 Aminosäuren besteht. Beide weisen eine intrinsische, wenn auch ungleiche Affinität zu dem Streptavidin-Derivat Strep-Tactin® und dessen Nachfolger Strep-Tactin®XT auf: Die Bindungsaffinität von Strep-tag®II zu Strep-Tactin® (1µM) ist fast 100-mal höher als zu Streptavidin. Eine weitere Verbesserung wurde durch die Entwicklung von Strep-Tactin®XT erreicht, das eine nM-Affinität mit dem Strep-tag®II und eine pM-Affinität mit dem Twin-Strep-tag® teilt.

Das Strep-tag® Proteinreinigungssystem umfasst zwei Affinitäts-Tags, den 8 AS Strep-tag®II und seine Tandemversion Twin-Strep-tag®. Beide Versionen können an Strep-Tactin® und dessen hochaffine Variante Strep-Tactin®XT binden. Dabei unterscheiden sich die beiden Tags in den Affinitäten, mit denen sie an Strep-Tactin® und Strep-Tactin®XT binden. Je nach Anwendung und Eigenschaften des zu untersuchenden Proteins kann man die verschiedenen Tags und Strep-Tactin®-Varianten entsprechend der gewünschten Affinität kombinieren.

Aufgrund der unterschiedlichen Bindungsstärke der möglichen Tag-Ligand-Kombinationen hat sich das Strep-tag®-System als universelles Werkzeug für die Isolierung von Proteinen und Zellen etabliert.

  • An rekombinante Proteine fusioniert, ermöglicht der Strep-tag® eine effiziente Reinigung in einem Schritt auf immobilisiertem Strep-Tactin®.
  • Von Antikörpern abgeleiteten Fab-Fragmenten oder Nanobodies, die mit dem Twin-Strep-tag® fusioniert sind, können an multimerisiertes Strep-Tactin® binden und ermöglichen so das Einfangen und Freisetzen von Zielzellen auf der Grundlage ihrer Oberflächenmarker oder Antigenspezifität.
  • Strep-Tactin® (oder Strep-Tactin®XT) kann seinerseits an Mikrotiterplatten, Fluorophore oder Chips konjugiert werden, was nach der Isolierung des Zielmaterials eine breite Palette von analytischen Anwendungen wie Detektion, Immobilisierung und Interaktionsstudien ermöglicht.

Strep-tag® binds to binding pocket

Die wichtigsten Merkmale des Strep-tag®-Systems sind:

  • Reversibilität
  • Volle Funktionalität des Zielmaterials nach der Isolierung
  • Hohe Reinheit
  • Universelle Einsetzbarkeit für verschiedene analytische Anwendungen
  • Einfache Reinigungsverfahren

Welches Resin ist für die Reinigung von Strep-markierten Proteinen zu wählen?

Strep-Tactin® und sein hochaffiner Nachfolger, Strep-Tactin®XT, sind beide von Streptavidin abgeleitete Mutanten. Jedes dieser Proteine wiegt 52 kDa und besteht aus vier Untereinheiten, die jeweils eine Biotin-Bindungstasche enthalten. Während Streptavidin Biotin mit einer nahezu irreversiblen Affinität bindet, weisen Strep-Tactin® und Strep-Tactin®XT eine geringere Affinität für Biotin auf. Sie sind jedoch nach wie vor in der Lage, Biotin zu binden. Die Biotin-Bindungstaschen von Strep-Tactin® und Strep-Tactin®XT wurden für die Bindung des Strep-tag®II und seiner Tandemversion, Twin-Strep-tag®, optimiert. Im Gegensatz zur nahezu irreversiblen Bindung von Biotin an Streptavidin ist die Interaktion mit einem der beiden Tags und Strep-Tactin® oder Strep-Tactin®XT reversibel. Im Vergleich zu Streptavidin besteht eine entscheidende Veränderung bei Strep-Tactin® in der Mutation der deckelartigen Schleife, die zu einer durchgängig offenen Konformation der Schleife führt. Diese ursprüngliche Mutation erhöht die Affinität für Strep-markierte Proteine um das Zehnfache. Nach der Peptidbindung bleibt der Deckel offen, so dass das Peptid durch kompetitives Biotin leicht entfernt werden kann. In Strep-Tactin®XT wurde eine zweite Mutation auf der gegenüberliegenden Seite eingeführt. Diese Veränderung verbessert die Wechselwirkung zwischen dem Peptid und der Biotin-Bindungstasche, wodurch die Bindungsaffinität deutlich erhöht wird. Weitere Einzelheiten zu den Verbesserungen der Sequenz finden Sie in Schmidt et al. 2021.

Streptavidin & biotin

Strep-Tactin® & Strep-tag®

Strep-Tactin®XT & Strep-tag®

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