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2011 年度 実績報告書

質量分析法によるタンパク質の翻訳後修飾解析

研究課題

研究課題/領域番号 11J10272
研究機関横浜市立大学

研究代表者

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)

キーワード質量分析 / MALDI-ISD / 翻訳後修飾 / 水素ラジカル引き抜き
研究概要

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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Influence of Amino Acid Composition and Phosphorylation on the Ion Yields of Peptides in MALDI-MS2012

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, S.Moriguchi, M.Takayama
    • 雑誌名

      J.Am.Soc.Mass Spectrom.

      巻: 23 ページ: 108-115

    • DOI

      10.1007/s13361-011-0271-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass Spectrometric Characterization of Phosphorylated Peptides using MALDI In-source Decay via Redox Reactions2012

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, M.Takayama
    • 雑誌名

      J.Mass Spectrom

      巻: 47 ページ: 180-187

    • DOI

      10.1002/jms.2052

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fragmentation Processes of Hydrogen-deficient Peptide Radicals in Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization In-source Decay Mass Spectrometry2012

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, M.Takayama
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B

      巻: 116 ページ: 4016-4023

    • DOI

      10.1021/jp210728s

    • 査読あり
  • [雑誌論文] C_α-C Bond Cleavage of the Peptide Backbone in MALDI In-source Decay using Salicylic Acid Derivative Matrices2011

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, M.Takayama
    • 雑誌名

      J.Am.Soc.Mass Spectrom.

      巻: 22 ページ: 1224-1233

    • DOI

      10.1007/s13361-011-0131-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific Cleavage at Peptide Backbone C_α-C and CO-N Bonds during MALDI-ISD Mass Spectrometry with 5-nitrosalicylic Acid as the Matrix2011

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, M.Takayama
    • 雑誌名

      Rapid Commun.Mass Spectrom.

      巻: 25 ページ: 2379-2383

    • DOI

      10.1002/rcm.5130

    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of initial velocity of analyte ions on fragment ion yield in MALDI in-source decay mass spectrometry2012

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, E.De Pauw
    • 学会等名
      Joint Conference of Polish Mass Spectrometry Society and German Mass Spectrometry Society
    • 発表場所
      Poznan, Poland
    • 年月日
      2012-03-05
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      浅川大樹・高山光男
    • 学会等名
      第59回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] Fundamental Aspect and Phosphoproteomics Application of MALDI In-source Decay via Hydrogen Abstraction2011

    • 著者名/発表者名
      浅川大樹・高山光男
    • 学会等名
      第24回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 発表場所
      鳥取県西伯郡伯耆町
    • 年月日
      2011-09-02
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      浅川大樹・高山光男
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2011学会
    • 発表場所
      新潟県新潟市
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] C_α-C bond cleavage of the peptide backbone in MALDI in-source decay using salicylic acid derivative matrices2011

    • 著者名/発表者名
      D.Asakawa, M.Takayama
    • 学会等名
      59^<th> ASMS Conference on Mass Spectrometry
    • 発表場所
      Denver, CO, USA
    • 年月日
      2011-06-08

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公開日: 2013-06-26  

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