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2011 Fiscal Year Annual Research Report

質量分析法によるタンパク質の翻訳後修飾解析

Research Project

Project/Area Number 11J10272
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

浅川 大樹  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 特別研究員(PD)

Keywords質量分析 / MALDI-ISD / 翻訳後修飾 / 水素ラジカル引き抜き
Research Abstract

マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法において、レーザー照射直後に起こるペプチドの分解反応;MALDI-ISDにおけるメカニズムについて研究を行った。MALDI-ISD分解は、マトリックスからペプチドへの水素ラジカル移動反応により引き起こされることが知られているが、本研究により、ペプチドの水素ラジカル引き抜き反応によっても分解反応が起こることが明らかになった。この成果をJ. Am.Soc.Mass Spectrom誌に論文として掲載した。
次に、より詳細な水素ラジカル引き抜きによるMALDI-ISDのメカニズムの検討を行い、MALDI-ISDにより、ペプチドN末端側の奇数電子フラグメントとペプチドC末端側の偶数電子フラグメントを生成されることがわかった。この成果をRapid Commun. Mass Spectrom誌に論文として掲載した。
続いて、水素ラジカル引き抜きによるMALDI-ISDはペプチドの翻訳後修飾の分解を伴わず、ペプチド主鎖の分解のみが起こることがわかった。この成果を論文として発表するために、βカゼインをモデル試料として、翻訳後修飾(リン酸化)位置の決定が可能であることを示した。この成果をJ. Mass Spectrom.誌に論文として掲載した。
また、ペプチドのイオン化効率について研究を行った。質量分析で試料を検出するためには試料をイオン化する必要がある。本研究により、イオン化効率はペプチドのアミノ酸配列に強く依存することが明らかとなり、この成果はMALDI-ISDだけでなく、ペプチドマスフィンガープリンティングなど、MALDI質量分析を用いた様々なアプリケーションに有用であると考えられる。この成果をJ. Am. Soc. Mass Spectrom誌に論文として掲載した。
最後に、MALDI-ISDではレーザー照射による脱離の際に起こる、試料分子-マトリックス分子の衝突が重要であることを明らかにした。衝突回数が少ない条件の場合、ペプチドのMALDI-ISDが優先的に起こることがわかり、この成果をJ. Phys. Chem.誌に論文として掲載した。これはMALDI-ISDにおけるマトリックス開発において、重要な指針を与える論文であると考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

水素ラジカル引き抜き反応によりMALDI-ISDが起こることを明らかにし、これの原理・応用について査読付学術雑誌に5件の論文を発表しており、当初の計画以上に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

タンパク質の翻訳後修飾解析を行うために、MALDISDの原理の更なる理解が必要と考えている。平成23年度は最も重要な翻訳後修飾の一つである「リン酸化」について研究を行ったが、これと同様に重要とされている「糖鎖修飾」についても研究を行う予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Influence of Amino Acid Composition and Phosphorylation on the Ion Yields of Peptides in MALDI-MS2012

    • Author(s)
      D.Asakawa, S.Moriguchi, M.Takayama
    • Journal Title

      J.Am.Soc.Mass Spectrom.

      Volume: 23 Pages: 108-115

    • DOI

      10.1007/s13361-011-0271-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mass Spectrometric Characterization of Phosphorylated Peptides using MALDI In-source Decay via Redox Reactions2012

    • Author(s)
      D.Asakawa, M.Takayama
    • Journal Title

      J.Mass Spectrom

      Volume: 47 Pages: 180-187

    • DOI

      10.1002/jms.2052

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fragmentation Processes of Hydrogen-deficient Peptide Radicals in Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization In-source Decay Mass Spectrometry2012

    • Author(s)
      D.Asakawa, M.Takayama
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B

      Volume: 116 Pages: 4016-4023

    • DOI

      10.1021/jp210728s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] C_α-C Bond Cleavage of the Peptide Backbone in MALDI In-source Decay using Salicylic Acid Derivative Matrices2011

    • Author(s)
      D.Asakawa, M.Takayama
    • Journal Title

      J.Am.Soc.Mass Spectrom.

      Volume: 22 Pages: 1224-1233

    • DOI

      10.1007/s13361-011-0131-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Specific Cleavage at Peptide Backbone C_α-C and CO-N Bonds during MALDI-ISD Mass Spectrometry with 5-nitrosalicylic Acid as the Matrix2011

    • Author(s)
      D.Asakawa, M.Takayama
    • Journal Title

      Rapid Commun.Mass Spectrom.

      Volume: 25 Pages: 2379-2383

    • DOI

      10.1002/rcm.5130

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Influence of initial velocity of analyte ions on fragment ion yield in MALDI in-source decay mass spectrometry2012

    • Author(s)
      D.Asakawa, E.De Pauw
    • Organizer
      Joint Conference of Polish Mass Spectrometry Society and German Mass Spectrometry Society
    • Place of Presentation
      Poznan, Poland
    • Year and Date
      2012-03-05
  • [Presentation] 水素引き抜き反応によるMALDIインソース分解のメカニズムおよびリン酸化プロテオームへの応用2011

    • Author(s)
      浅川大樹・高山光男
    • Organizer
      第59回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] Fundamental Aspect and Phosphoproteomics Application of MALDI In-source Decay via Hydrogen Abstraction2011

    • Author(s)
      浅川大樹・高山光男
    • Organizer
      第24回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      鳥取県西伯郡伯耆町
    • Year and Date
      2011-09-02
  • [Presentation] MALDIインソース分解によるカゼインのリン酸化位置の決定2011

    • Author(s)
      浅川大樹・高山光男
    • Organizer
      日本プロテオーム学会2011学会
    • Place of Presentation
      新潟県新潟市
    • Year and Date
      2011-07-28
  • [Presentation] C_α-C bond cleavage of the peptide backbone in MALDI in-source decay using salicylic acid derivative matrices2011

    • Author(s)
      D.Asakawa, M.Takayama
    • Organizer
      59^<th> ASMS Conference on Mass Spectrometry
    • Place of Presentation
      Denver, CO, USA
    • Year and Date
      2011-06-08

URL: 

Published: 2013-06-26  

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