2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of infrared laser ionization techniques for high throughput mass spectrometry of membrane proteins
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16H03291
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
間 久直 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70437375)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 膜タンパク質 / 赤外線レーザー / レーザーイオン化質量分析 / 液体クロマトグラフィー / 生体分子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内分子の分析では液体クロマトグラフィー（liquid chromatography; LC）と質量分析（mass spectrometry; MS）とを組み合わせたLC/MSが広く用いられており、LCからの溶出液のイオン化には主にエレクトロスプレーイオン化（electrospray ionization; ESI）が用いられている。しかし、現状のLC/MSでは難溶性である膜タンパク質の分析が極めて困難である。この主要因として膜タンパク質の可溶化に用いられる界面活性剤や尿素などの変性剤によるLC後のイオン化の妨害が挙げられる。そこで、本研究では、赤外線レーザーを用いた新規イオン化技術を開発し、膜タンパク質の直接のイオン化を可能とすることで、LCとMS をオンラインで接続したLC/MSによる膜タンパク質の高速な分析を実現し、プロテオミクスや新規医薬品開発におけるブレークスルーを目指した。
その結果、大気中で波長2.94 μmの赤外線レーザーをペプチド水溶液に照射することで、溶液中のペプチドをイオン化させ、質量分析計で検出できることを確認したが、大気圧赤外線レーザーイオン化では、ESIと比べて1桁以上検出感度が低いことがわかった。そこで、赤外線レーザーにより蒸散した試料にエレクトロスプレーで電荷を付与することによるイオン化効率の向上を試みた結果、検出感度を10倍以上に高められることが確認された。膜タンパク質の分析に用いられる界面活性剤n-ドデシル-β-D-マルトシド、緩衝液tris-HCl、およびNaClを添加した溶媒中のタンパク質cytochrome cを測定した結果、ESIでは検出できなかったが、大気圧赤外線レーザーイオン化では検出に成功した。大気圧赤外線レーザーイオン化はESIと比べて溶媒への添加物の影響を受けにくく、膜タンパク質の分析に適していることが示された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
日本質量分析学会・日本プロテオーム学会2018年合同大会 ベストプレゼンテーション賞 優秀賞 受賞 (2018年5月18日)
木村公一, 間久直, 粟津邦男: "大気圧連続流赤外レーザーエレクトロスプレーイオン化法を用いた緩衝液または塩を含んだぺプチド試料の測定およびESI法との比較"
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