タンパク質イオンの残基選択的断片化反応とトップダウンプロテオミクスへの応用

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タンパク質消化ペプチド混合物の質量分析に基づくプロテオミクス解析に、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型質量分析装置のイオン源部に付属する六重極イオンリザーバーを用いた断片化法が有効であることを実証した。既存プロテオミクス方法論の限界を打破しうるタンパク質の消化を伴わないトップダウンプロテオミクスの実用化に向けては、質量分析装置内での断片化の反応効率と選択性の向上が鍵となる。ユビキチンの六重極イオンリザーバー内蓄積に伴う時間依存的断片化(多重極蓄積支援解離)の残基選択性について精査したところ、特定の条件下ではアスパラギン酸残基のカルボキシ末端側での断片化に選択性が認められ、また、80%以上という非常に高い変換率で前駆イオンから選択的断片を生じさせることが可能であることを見出した。反応条件の詳細な検討を可能にするため、ナノスプレイエミッターの保持機構を自動メカニカルステージに置き換え、質量分析装置の測定パルス制御プログラムから生成するTTL信号を自動メカニカルステージの制御信号へと変換するプログラムを作成し、質量分析装置内へのイオンの導入を測定パルス系列に同期させて制御することを可能とした。この、改良型の反応デバイスを用い、結合開裂のエネルギー閾値について良く調べられている温度計分子の断片化について検討し、多重極蓄積支援解離におけるイオンの活性化について解析した。その結果、本法を用いると、0.4eV程度の活性化エネルギー差を識別して、閾値の低い経路の生成物を選択的かつ定量的に生成できることが示された。