用于细胞内多重标记的正交 HaloTag 的设计与演化

自标记蛋白 HaloTag 被用于在细胞和活体生物中以极高的细胞类型和亚细胞定位特异性安装种类繁多的功能性小分子。HaloTag 是许多基于生物技术的工具的核心组成部分，这些工具能够以高度的空间和时间控制来感知、追踪和操纵生物系统。由于荧光蛋白和其他自标记蛋白的局限性，这些工具中的大多数在历史上一直受限于单一通道。在本研究中，我们采用结构引导的理性设计和定向进化，构建出一种正交的 HaloTag 蛋白，称为 OrthoTag，其可选择性地与一种修饰的氯代烷底物发生反应。OrthoTag 保留了 HaloTag 的许多优异特性，反应速率测量表明，OrthoTag 及其底物相对于 HaloTag 具有 60 倍的双向正交性。我们证明了 OrthoTag 在哺乳动物细胞中用于多重标记实验的应用，且仅需极少优化。展望未来，OrthoTag 可直接整合到任何基于 HaloTag 的系统中，从而实现对两个生物学靶标或过程的同步测量或操控。多种高性能自标记蛋白的可获得性将推动新型多重生物技术方法的持续发展。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.14.725131v1?rss=1

🏷️ HaloTag 蛋白质工程 定向进化 正交标记 细胞内多重标记 化学生物学