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タンパク質の翻訳後修飾、特にリン酸化や糖鎖付加などによってタンパク質の活性が調節され、生命活動が営まれている。この翻訳後修飾の重要性は広く認識されるようになってきているが、タンパク質の中のどの位置に、どのような修飾が存在するのか、という詳細な情報を得ることは現在の分析手法では困難であることが多い。本研究では、この翻訳後修飾を含むタンパク質の「真の姿」を明らかにするために、タンパク質分析に広く用いられている「タンデム質量分析法」を高度化することで、タンパク質分析の基盤技術を構築することを目的とする。
タンパク質分析の真の姿を明らかにするために適した分析手法は、タンパク質のラジカル分解を利用したタンデム質量分析法である。しかしながら、分解効率の低さなどが本手法の実用への課題として認識されている。本研究では、反応性の高い金属原子やラジカルなどの中性原子を質量分析装置内に導入しタンパク質イオンと反応させることで、ラジカル分解の効率を飛躍的に向上させることを目標とする。
イオントラップ型のタンデム質量分析装置に、ペプチドのイオンを導入し、原子との反応によりラジカル化を行った。ペプチドのラジカル化に伴う分解反応について、密度汎関数理論を用いた計算化学シミュレーションによって検討した。本手法によってリン酸化ペプチドなど重要な生体分子の詳細な配列解析が可能となることを明らかにした。本研究の成果によって、これまで同定できなかったタンパク質内の翻訳後修飾の位置情報が得られるようになり、疾患の早期発見のためのバイオマーカー探索や治療薬の開発などへの貢献が期待される。
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