Die rekombiante Expression ermöglicht auch die gezielte Modifikation von Proteinen mit funktionellen Einheiten, die zur ortsspezifischen Markierung (z.B. mit Fluoreszenzfarbstoffen) oder zur Verankerung auf Oberflächen in einer wohldefinierten Orientierung ausgenutzt werden können. Auch lassen Sich Proteine bei der rekombinanten Expression mit Isotopen für die NMR markieren. Darüber hinaus werden Proteine durch Oxidation unter bestimmten Bedingungen oder durch den Einsatz von Enzymen ortsspezifisch modifiziert, so dass in bestimmten Positionen Markierungen eingebracht werden können.