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エネルギー分解タンデム質量分析による異性体同定法確立と局所分析への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K08262
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理系薬学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中村 健道  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別嘱託研究員 (10360611)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードEnergy-resolved MS/MS / Isomer Differentiation / Breakdown Diagram / CID / Computational Chemistry / Fragmentation Mechanism / Ion Mobility / Collision Cross Section / Protonated Amino Acid / Activation Barrier / Chemical Fingerprinting / Collision Gas Pressure / 分析科学 / 質量分析 / 異性体識別 / 衝突活性化解離 / 活性化エネルギー
研究成果の概要

エネルギー分解タンデム質量分析(ER-MS/MS)法により構造異性体の識別・同定が可能であるという方法原理が検証され,ER-MS/MS実験データを効率的に取得する方法論を確立できた.その一方で,実験値からフラグメンテーションのエネルギー要求性を標準化された値に変換するには既存の衝突活性化(CID)モデルでは不十分であることが明らかとなり,ER-MS/MS実験データを計算化学的に求められたエネルギー障壁から説明する試みも部分的にしか成功しなかった.局所分析への応用に向け,CIDおよび計算化学的な反応モデルの精密化と実験データのさらなる蓄積の必要性が明らかとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学分析法として迅速かつ極めて高感度であるという特性を持つ質量分析は,有機化合物の定性,定量に広く用いられ,近年,医学や薬学等への応用との関連でも注目を集めているメタボローム解析等の新しい応用分野においても必須の分析法となっている.しかし,質量分析のみでは化合物の定性,特に異性体の識別・同定が困難であるという点が現実世界への応用展開を阻害するボトルネックの一つなっている.本研究により,クロマトグラフィーを用いることのできない局所分析等において深刻な異性体識別・同定を実現する新しい方法論の基盤を確立できたので,これを更に発展させることで,応用展開の加速が期待される.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] An integrated screening system for the selection of exemplary substrates for natural and engineered cytochrome P450s2019

    • 著者名/発表者名
      Kanoh Naoki, Kawamata-Asano Ayano, Suzuki Kana, Takahashi Yusuke, Miyazawa Takeshi, Nakamura Takemichi, Moriya Takashi, Hirano Hiroyuki, Osada Hiroyuki, Iwabuchi Yoshiharu, Takahashi Shunji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18023-18023

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54473-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increased metabolite production by deletion of an HDA1-type histone deacetylase in the phytopathogenic fungi, Magnaporthe oryzae (Pyricularia oryzae) and Fusarium asiaticum.2017

    • 著者名/発表者名
      2.Maeda K., Izawa M., Nakajima Y., Jin Q., Hirose T., Nakamura T., Koshino H., Kanamaru K., Ohsato S., Kamakura T., Kobayashi T., Yoshida M., Kimura M.
    • 雑誌名

      Lett. Appl. Microbiol.

      巻: 65 号: 5 ページ: 446-452

    • DOI

      10.1111/lam.12797

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Do we have chemistry? MS/MS in anticipation or in reality2019

    • 著者名/発表者名
      Takemichi Nakamura
    • 学会等名
      22nd International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Do We Have Chemistry? Deciphering MS/MS Data of Small Molecules to Recognize the Chemistry Behind2019

    • 著者名/発表者名
      Takemichi Nakamura
    • 学会等名
      4th International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Efficient Way to Capture Energy-Resolved Tandem Mass Spectrometry Data for Fingerprinting Small Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      中村健道
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギー分解MS/MSを用いた小分子異性体識別同定に向けたアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      中村健道
    • 学会等名
      第66回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] MS/MS 測定とスペクトル解析の基礎の基礎2018

    • 著者名/発表者名
      中村健道
    • 学会等名
      第45回BMSコンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An energy-resolved tandem mass spectrometry approach towards identification of small isomeric metabolites2018

    • 著者名/発表者名
      Takemichi Nakamura
    • 学会等名
      22nd International Mass Spectrometry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エネルギー分解タンデム質量分析法の小分子異性体識別同定への利用:C4アミノ酸2017

    • 著者名/発表者名
      中村健道,須田康明,佐藤太
    • 学会等名
      第65回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フラグメンテーションの基礎と MS/MS2017

    • 著者名/発表者名
      中村健道
    • 学会等名
      日本質量分析学会材料分析部会第1回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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