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メタボローム解析のための計測技術開発とそれを用いた代謝経路推定

Research Project

Project/Area Number 17017035
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

冨田 勝  慶應義塾大学, 環境情報学部, 教授 (60227626)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西岡 孝明  京都大学, 大学院農学研究科, 教授 (80026559)
曽我 朋義  慶應義塾大学, 環境情報学部, 助教授 (60338217)
金井 昭夫  慶應義塾大学, 環境情報学部, 助教授 (60260329)
Project Period (FY) 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Keywordsメタボローム / キャピラリー電気泳動-質量分析計 / 大腸菌 / 精密質量 / MS / MSスペクトル / ニューラルネットワーク / KEGG
Research Abstract

CE-MSにより,枯草菌中から1,692の代謝物質の検出に成功したが、成分名を同定した物質は10%にすぎなかった。原因は代謝標準物質が入手できないからである。
本年度は、大腸菌から検出された未知物質の同定法を開発した。まず1)CE-TOFMSで得られた精密質量(ミリマス)から組成式候補を決定する方法を開発した。2)次に開発したCE-Q-TOFMSで得られたMS/MSスペクトルから構造式を推定する方法も検討した。すでに500以上の標準物質についてのMS/MSスペクトルを採取しており、MSで各物質が断片化されるメカニズムや法則性の解明に着手した。これによって,MS/MSスペクトルに出現したピークの化学組成式を10ppmの誤差でほぼ一義的に決定することが可能になった.これらの測定に基づいて,約68MS/MSスペクトルについて開裂機構(スキーム)を作成し,化学構造式と開裂機構に関する経験則を導いた.また,ESI/MSデータベース作成の一環として,MS/MSピーク値をExel形式に変換し,ピークの差分で簡易検索するためのツールを作成した.これは,例えば,アンモニアが中性分子として脱離する化学構造式を網羅的に検索することができ,化学構造とスペクトルとの関係を調べるのには極めて有用である,と期待される.さらに3)CE-MSで実測された物質の検出時間データを用い、人工知能技術(ニューラルネットワーク)を用いてCE-MSの検出時間を予想する方法を学習させ、KEGGにある10,500化合物のCE-MSの検出時間を予想した。今後、上記の三種類の方法で得られた組成式、構造式、検出時間情報に基づき、KEGGデータベースにある化合物から未知物質を特定し、それを代謝経路にマzツプし、代謝経路を推定する予定である。

Report

(1 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2005

All Journal Article (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Large-Scale Prediction of Cationic Metabolites Identity and Migration Time in Capillary Electrophoresis Mass Spectrometry using Artificial Neural Networks2005

    • Author(s)
      Sugimoto, Masahiro
    • Journal Title

      Analytical Chemistry 77・(1)

      Pages: 78-84

    • Related Report
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  • [Journal Article] Metabolome Analysis and Metabolic Simulation2005

    • Author(s)
      Ishii, Nobuyoshi
    • Journal Title

      Metabolomics 1

      Pages: 29-37

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] All systems go : launching cell simulation fueled by integrated experimental biology data2005

    • Author(s)
      Arita, Masanori
    • Journal Title

      Current Opinion in Biotechnology 16・(3)

      Pages: 344-349

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] KEGG-based pathway visualization tool for complex omics data2005

    • Author(s)
      Arakawa, Kazuharu
    • Journal Title

      In Silico Biology 5・(4)

      Pages: 419-423

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Space in systems biology of signaling pathways-towards intracellular molecular crowding in silico2005

    • Author(s)
      Takahashi, Kouichi
    • Journal Title

      FEBS Letter 579・(8)

      Pages: 1783-1788

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Book] Metabolomics2005

    • Author(s)
      Tomita, M., Nishioka T., Eds.
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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