タンパク質イオンの残基選択的断片化反応とトップダウンプロテオミクスへの応用

Research Project

Project/Area Number	16651113
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Living organism molecular science
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	中村健道独立行政法人理化学研究所, バイオ解析チーム, 先任研究員 (10360611)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000) Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords	トップダウンプロテオミクス / フーリエ変換質量分析法 / 多重極蓄積支援解離 / タンパク質イオン / 残基選択的断片化 / 温度計分子 / エネルギー閾値
Research Abstract	タンパク質消化ペプチド混合物の質量分析に基づくプロテオミクス解析に、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型質量分析装置のイオン源部に付属する六重極イオンリザーバーを用いた断片化法が有効であることを実証した。既存プロテオミクス方法論の限界を打破しうるタンパク質の消化を伴わないトップダウンプロテオミクスの実用化に向けては、質量分析装置内での断片化の反応効率と選択性の向上が鍵となる。ユビキチンの六重極イオンリザーバー内蓄積に伴う時間依存的断片化(多重極蓄積支援解離)の残基選択性について精査したところ、特定の条件下ではアスパラギン酸残基のカルボキシ末端側での断片化に選択性が認められ、また、80%以上という非常に高い変換率で前駆イオンから選択的断片を生じさせることが可能であることを見出した。反応条件の詳細な検討を可能にするため、ナノスプレイエミッターの保持機構を自動メカニカルステージに置き換え、質量分析装置の測定パルス制御プログラムから生成するTTL信号を自動メカニカルステージの制御信号へと変換するプログラムを作成し、質量分析装置内へのイオンの導入を測定パルス系列に同期させて制御することを可能とした。この、改良型の反応デバイスを用い、結合開裂のエネルギー閾値について良く調べられている温度計分子の断片化について検討し、多重極蓄積支援解離におけるイオンの活性化について解析した。その結果、本法を用いると、0.4eV程度の活性化エネルギー差を識別して、閾値の低い経路の生成物を選択的かつ定量的に生成できることが示された。