タンパク質の糖鎖・翻訳後修飾解析支援のためのスペクトルデータベース構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780480
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山垣 亮 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40313209)
• Keywords: MALDI-MS / 質量分析 / 糖 / MS / MS分析 / ポストソース分解(PSD) / グリコシレーション / 構造異性体 / 飛行時間

Research Abstract

タンパク質の翻訳後修飾の一つである糖鎖付加をハイスループットに質量分析計で解析するためのスペクトルデータの構築を行った。糖鎖の配列解析はこれまでのMS/MS分析で可能であるが、結合異性体などの構造異性体の識別はこれまで非常に難しい問題であったので、これを解決するために構造異性体である単純オリゴ糖鎖をMALDI-MSで測定し解析を行ったところ、ポストソース分解測定で得られるイオンの強度に注目する事で多くの構造異性体の識別に成功した。さらに最新の質量分析計である四重極/飛行時間質量分析計での測定も行い、MS/MS測定から得られるフラグメントイオンのイオン強度解析を行って、これまで得られたデータが他の質量分析法でも成立する一般的傾向である事が分かった。すなわち今回確立したMS/MSフラグメントイオンのイオン強度を解析し糖鎖構造異性体を識別する方法は第二質量分析計に飛行時間質量分析計を用いる系であれば成立することが分かった。
さらに糖タンパク質糖鎖にもMS/MS強度解析法を適応し、高度に分岐した複雑な糖鎖の構造異性体の識別も行った。マンノース1-3分岐、1-6分岐に結合したガラクトース結合位置異性体の識別では分岐構造とは直接は無関係に思える部分の切断から生じるフラグメントイオンのイオン強度に明瞭なイオン強度差が現れた。イオン強度を詳細に解析する事で複合糖鎖の構造異性体を識別する事は可能であったが、どのようなメカニズムでイオン強度差が生じるのかは明確にできず、さらなる研究が必要である事が分かった。しかし、当初の目的である構造異性体の識別を行うことは達成できており、我々のイオン強度に注目した構造異性体識別法が有用な手法である事を示すに到った。

Research Products

• [Publications] H.M.M.J.Gunaratne, Tohru Yamagaki, M.Matsumoto, M.Hoshi: "Biochemical characterization of core region sugar chains of acrosome reaction-inducing substance in jelly coat of starfish eggs"Glycobiology. (in press).
• [Publications] Tohru Yamagaki, K.Hamayasu, H.Hashimoto, H.Nakanishi: "Post-souece decay analysis of novel heterogeneous sugar branched cyclodextrins by using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry"Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan. (in press).
• [Publications] 山垣 亮: "質量分析法による新たな糖鎖構造解析法:糖鎖構造における異性体の識別"質量分析(日本質量分析学会誌). (印刷中).
• [Publications] 山垣 亮: "MALDI-MSによるポストソース分解測定およびインソース分解/ポストソース分解組み合わせ測定を利用した糖鎖構造解析"質量分析(日本質量分析学会誌). (印刷中).
• [Publications] Y.Hayashi, M.Kitahara, T.Yamagaki, K.Kojima, I.Matsumoto: "A potential endogenous ligand of annexin IV in the exocrine pancreas. Carbohydrate structure of GP-2, a glycosylphosphatidylinositol-anchored glycoprotein"Journal of Biological Chemistry. 277. 47493-47499 (2002)
• [Publications] Tohru Yamagaki, Hiroshi Nakanishi: "Negative-moed matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of maltoheptaose and cyclomaltooligosaccharides"Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan. 50. 204-207 (2002)