JP2014169879A - 糖鎖構造解析方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンのm/zに基づき、各種糖鎖構造がm/zに対応付けて格納されている糖鎖DBを参照して、複数の糖鎖構造候補を抽出する(S2)。糖鎖構造候補毎に一つの結合が切断して生成されるプロダクトイオンを求め(S3)、糖鎖構造候補毎のプロダクトイオン同士を比較して各糖鎖構造候補に特異的なプロダクトイオンを抽出してそのm/zを求める(S4)。被検糖鎖に対するMS2スペクトルに、その特異的プロダクトイオンのm/zを有するピークが在るか否かを判定し、その結果に基づいて糖鎖構造候補を絞り込んで(S5)その結果を表示部から出力する(S6)。
【選択図】図2
Description
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得ステップと、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する特異的イオン取得ステップと、
c)被検糖鎖に対して得られたMS2スペクトルにおいて前記特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定ステップと、
を実行することを特徴としている。
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得手段と、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する特異的イオン取得手段と、
c)被検糖鎖に対して得られたMS2スペクトルにおいて前記特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定手段と、
を備えることを特徴としている。
なお、糖鎖構造候補を取得する際には、例えば、糖鎖由来のプリカーサイオンの質量電荷比とそれに対応する複数の糖鎖構造とが対応付けて収録されたデータベースを用いるとよい。MS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比が情報として与えられたならば、該質量電荷比値に対し所定のマージンを設定した質量電荷比範囲を求め、この範囲に含まれる質量電荷比に対応付けられた糖鎖構造をデータベースから抽出することで糖鎖構造候補を求めることができる。これは後述の第3及び第4発明でも同様である。
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得ステップと、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する第1の特異的イオン取得ステップと、
c)被検糖鎖に対して得られたMSmスペクトル(m=2,……、ただしmの最大値はn−1)において前記第1の特異的イオン取得ステップにおいて抽出された又は後記第2の特異的イオン取得ステップにおいて抽出された特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出する特異的イオン検出ステップと、
d)該特異的イオン検出ステップにおいて検出された特異的イオンの質量電荷比をプリカーサイオンに設定して被検糖鎖に対しMSm+1分析を実行するMSm+1分析ステップと、
e)前記MSm+1分析時のプリカーサイオンの質量電荷比を持つ特異的なプロダクトイオンを解離させたときに生成され得る2次的プロダクトイオンを算出し、その中で解離前の特異的なプロダクトイオン毎に特異的な2次的プロダクトイオンを抽出する第2の特異的イオン取得ステップと、
f)被検糖鎖に対して得られたMSm+1スペクトルにおいて前記特異的な2次的プロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、MSm+1分析の最終段の解離前の特異的なプロダクトイオンを特定し、その結果と前記特異的イオン検出ステップにおけるピーク検出結果とに基づいて前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定ステップと、
を有し、前記構造候補取得ステップ及び前記第1の特異的イオン取得ステップを実行したあとに、mの値を2から順に増加させつつ、前記特異的イオン検出ステップ、前記MSm+1分析ステップ、及び前記第2の特異的イオン取得ステップを1回以上繰り返し、そのあとに前記構造候補判定ステップを実行することで糖鎖構造候補を絞り込むことを特徴としている。
被検糖鎖に対しMSn分析(n=2,3,…、ただしnの最大値は3以上の整数)を実行して得られたMSnスペクトルデータを利用して該被検糖鎖の構造を推定する糖鎖構造解析装置において、
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得手段と、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する第1の特異的イオン取得手段と、
c)被検糖鎖に対して得られたMSmスペクトル(m=2,……、ただしmの最大値はn−1)において前記第1の特異的イオン取得手段により抽出された又は後記第2の特異的イオン取得手段により抽出された特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出する特異的イオン検出手段と、
d)該特異的イオン検出手段により検出された特異的イオンの質量電荷比をプリカーサイオンに設定して被検糖鎖に対しMSm+1分析を実行するMSm+1分析実行手段と、
e)前記MSm+1分析時のプリカーサイオンの質量電荷比を持つ特異的なプロダクトイオンを解離させたときに生成され得る2次的プロダクトイオンを算出し、その中で解離前の特異的なプロダクトイオン毎に特異的な2次的プロダクトイオンを抽出する第2の特異的イオン取得手段と、
f)被検糖鎖に対して得られたMSm+1スペクトルにおいて前記特異的な2次的プロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、MSm+1分析の最終段の解離前の特異的なプロダクトイオンを特定し、その結果と前記特異的イオン検出手段によるピーク検出結果とに基づいて前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定手段と、
を備え、前記構造候補取得手段及び前記第1の特異的イオン取得手段による処理を実行したあとに、mの値を2から順に増加させつつ、前記特異的イオン検出手段、前記MSm+1分析実行手段、及び前記第2の特異的イオン取得手段による処理を1回以上繰り返し、そのあとに前記構造候補判定手段による処理を実行することで糖鎖構造候補を絞り込むことを特徴としている。
以下、本発明の一実施例(第1実施例)である糖鎖構造解析システムについて、添付図面を参照して説明する。図1は本実施例の糖鎖構造解析システムの全体構成図である。
このような特異的プロダクトイオンの質量電荷比の具体的な一算出方法は次のとおりである。まず、各糖鎖構造候補について、任意の1箇所の糖鎖結合(辺)を切断したときに生成されるプロダクトイオンの質量電荷比を、重複を許して計算し、リスト化する。そして、糖鎖構造候補がn個あれば、糖鎖構造候補毎のリスト同士の比較をnC2回繰り返し、両方のリストで共通しているプロダクトイオンの質量電荷比を削除し、いずれか一方のリストにのみ出現するプロダクトイオンの質量電荷比を残していく。そうして最終的に残った質量電荷比が、各糖鎖構造候補に特異的なプロダクトイオンの質量電荷比の計算結果となる。
プリカーサイオンの質量電荷比が2106.8Daである場合、糖鎖DB23から得られるN型糖鎖構造候補は図5中に示す(A)、(B)、(C)の3種類である。なお、ManとGalとは質量が同一であるため、組成上で区別することはできない。そのため、(A)、(B)と(C)とでは組成が異なる。また、これら糖鎖構造候補から計算によって求まる特異的プロダクトイオンは(D)〜(K)の8種類である。プリカーサイオンと1箇所の糖鎖結合が切断することで生成されるプロダクトイオンとの親子関係は次の通りである。
・(A)→ (D[m1])、(J[m2])
・(B)→ (E[m3])、(G[m2])、(I[m1])
・(C)→ (F[m4])、(H[m3])、(K[m5])
ここで、括弧[]内はそのプロダクトイオンの質量電荷比を示す記号であり、同一記号は同一質量電荷比であることを意味する。
・実際の糖鎖構造が(C)である場合には、(F[m4])と(K[m5])が特異的なイオンとして現れる。
・実際の糖鎖構造が(B)である場合には、(F[m4])と(K[m5])とは現れず、(E[m3])、(I[m1])、(J[m2])が特異的なイオンとして現れる。
・実際の糖鎖構造が(A)である場合には、(F[m4])、(K[m5])、(E[m3])は現れず、(D[m1])、(J[m2])が特異的なイオンとして現れる。
・グループ4(m4)及びグループ5(m5)のイオンが検出される場合には、糖鎖構造は(C)である。
・グループ1(m1)及びグループ2(m2)のイオンが検出され(これは糖鎖構造(A)でも同じ)、さらにグループ3(m3)のイオンも検出される場合には、糖鎖構造は(B)である。
・グループ1(m1)及びグループ2(m2)のイオンが検出され(これは糖鎖構造(B)でも同じ)、さらにグループ3(m3)のイオンが検出されない場合には、糖鎖構造は(A)である。
次に、本発明の他の実施例(第2実施例)である糖鎖構造解析システムについて、図6〜図8を参照して説明する。図6は本実施例の糖鎖構造解析システムの全体構成図であり、図1に示した第1実施例のシステム構成と同じ又は相当する部分には同じ番号を付している。第1実施例の糖鎖構造解析システムでは、質量分析計1においてMS2分析まで実施していたが、この第2実施例では、質量分析計1においてnが3以上であるMSn分析を実施する。このnが3以上であるMSn分析のプリカーサイオンは、候補信頼度判定処理部25の結果を受けたプリカーサイオン設定部27により設定される。また、候補信頼度判定処理部25の結果は特異的プロダクトイオン算出部24にも入力され、特異的プロダクトイオン算出部24はMS2分析による特異的プロダクトイオンの算出を行うほか、後述するように、nが3以上であるMSn分析による特異的プロダクトイオンの算出も実行する。
したがって、実測のMS3スペクトル上で、(i)又は(j)に示すプロダクトイオンの質量電荷比にピークが存在すれば、MS3分析のプリカーサイオンは(e)ではなく(d)である筈であり、糖鎖構造は(a)であると絞り込める(図4参照)。一方、実測のMS3スペクトル上で、(k)又は(l)に示すプロダクトイオンの質量電荷比にピークが存在すれば、MS3分析のプリカーサイオンは(d)ではなく(e)である筈であり、糖鎖構造は(b)であると絞り込める。
したがって、実測のMS3スペクトル上で、(m)又は(n)に示すプロダクトイオンの質量電荷比にピークが存在すれば、MS3分析のプリカーサイオンは(g)ではなく(f)である筈であり、糖鎖構造は(b)であると絞り込める。一方、実測のMS3スペクトル上で、(p)又は(q)に示すプロダクトイオンの質量電荷比にピークが存在すれば、MS3分析のプリカーサイオンは(f)ではなく(g)である筈であり、糖鎖構造は(c)であると絞り込める。
11…MALDIイオン源
12…イオントラップ
13…飛行時間型質量分析器
131…飛行空間
132…検出器
2…解析処理部
21…スペクトルデータ記憶部
22…糖鎖構造候補抽出部
23…糖鎖データベース(DB)
24…特異的プロダクトイオン算出部
25…候補信頼度判定処理部
26…表示処理部
27…プリカーサイオン設定部
3…分析制御部
4…表示部
Claims (6)
- 被検糖鎖に対しMS2分析を実行して得られたMS2スペクトルデータを利用して該被検糖鎖の構造を推定する糖鎖構造解析方法であって、
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得ステップと、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する特異的イオン取得ステップと、
c)被検糖鎖に対して得られたMS2スペクトルにおいて前記特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定ステップと、
を実行することを特徴とする糖鎖構造解析方法。 - 被検糖鎖に対しMS2分析を実行して得られたMSnスペクトルデータを利用して該被検糖鎖の構造を推定する糖鎖構造解析装置であって、
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得手段と、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて開裂により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する特異的イオン取得手段と、
c)被検糖鎖に対して得られたMS2スペクトルにおいて前記特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定手段と、
を備えることを特徴とする糖鎖構造解析装置。 - 被検糖鎖に対しMSn分析(n=2,3,…、ただしnの最大値は3以上の整数)を実行して得られたMSnスペクトルデータを利用して該被検糖鎖の構造を推定する糖鎖構造解析方法であって、
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得ステップと、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する第1の特異的イオン取得ステップと、
c)被検糖鎖に対して得られたMSmスペクトル(m=2,……、ただしmの最大値はn−1)において前記第1の特異的イオン取得ステップにおいて抽出された又は後記第2の特異的イオン取得ステップにおいて抽出された特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出する特異的イオン検出ステップと、
d)該特異的イオン検出ステップにおいて検出された特異的イオンの質量電荷比をプリカーサイオンに設定して被検糖鎖に対しMSm+1分析を実行するMSm+1分析ステップと、
e)前記MSm+1分析時のプリカーサイオンの質量電荷比を持つ特異的なプロダクトイオンを解離させたときに生成され得る2次的プロダクトイオンを算出し、その中で解離前の特異的なプロダクトイオン毎に特異的な2次的プロダクトイオンを抽出する第2の特異的イオン取得ステップと、
f)被検糖鎖に対して得られたMSm+1スペクトルにおいて前記特異的な2次的プロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、MSm+1分析の最終段の解離前の特異的なプロダクトイオンを特定し、その結果と前記特異的イオン検出ステップにおけるピーク検出結果とに基づいて前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定ステップと、
を有し、前記構造候補取得ステップ及び前記第1の特異的イオン取得ステップを実行したあとに、mの値を2から順に増加させつつ、前記特異的イオン検出ステップ、前記MSm+1分析ステップ、及び前記第2の特異的イオン取得ステップを1回以上繰り返し、そのあとに前記構造候補判定ステップを実行することで糖鎖構造候補を絞り込むことを特徴とする糖鎖構造解析方法。 - 被検糖鎖に対しMSn分析(n=2,3,…、ただしnの最大値は3以上の整数)を実行して得られたMSnスペクトルデータを利用して該被検糖鎖の構造を推定する糖鎖構造解析装置において、
a)被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比に基づいて、該被検糖鎖の複数の糖鎖構造候補を取得する構造候補取得手段と、
b)前記複数の糖鎖構造候補のそれぞれについて解離により生成され得るプロダクトイオンを算出し、その中で糖鎖構造候補毎に特異的なプロダクトイオンを抽出する第1の特異的イオン取得手段と、
c)被検糖鎖に対して得られたMSmスペクトル(m=2,……、ただしmの最大値はn−1)において前記第1の特異的イオン取得手段により抽出された又は後記第2の特異的イオン取得手段により抽出された特異的なプロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出する特異的イオン検出手段と、
d)該特異的イオン検出手段により検出された特異的イオンの質量電荷比をプリカーサイオンに設定して被検糖鎖に対しMSm+1分析を実行するMSm+1分析実行手段と、
e)前記MSm+1分析時のプリカーサイオンの質量電荷比を持つ特異的なプロダクトイオンを解離させたときに生成され得る2次的プロダクトイオンを算出し、その中で解離前の特異的なプロダクトイオン毎に特異的な2次的プロダクトイオンを抽出する第2の特異的イオン取得手段と、
f)被検糖鎖に対して得られたMSm+1スペクトルにおいて前記特異的な2次的プロダクトイオンの質量電荷比を有するピークを検出し、その検出結果に基づいて、MSm+1分析の最終段の解離前の特異的なプロダクトイオンを特定し、その結果と前記特異的イオン検出手段によるピーク検出結果とに基づいて前記複数の糖鎖構造候補の信頼度を判断する構造候補判定手段と、
を備え、前記構造候補取得手段及び前記第1の特異的イオン取得手段による処理を実行したあとに、mの値を2から順に増加させつつ、前記特異的イオン検出手段、前記MSm+1分析実行手段、及び前記第2の特異的イオン取得手段による処理を1回以上繰り返し、そのあとに前記構造候補判定手段による処理を実行することで糖鎖構造候補を絞り込むことを特徴とする糖鎖構造解析装置。 - 請求項1又は3に記載の糖鎖構造解析方法であって、
前記構造候補取得ステップでは、糖鎖由来のプリカーサイオンの質量電荷比とそれに対応する複数の糖鎖構造とが対応付けて収録されたデータベースを用い、被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比から複数の糖鎖構造候補を求めることを特徴とする糖鎖構造解析方法。 - 請求項2又は4に記載の糖鎖構造解析装置であって、
糖鎖由来のプリカーサイオンの質量電荷比とそれに対応する複数の糖鎖構造とが対応付けて収録されたデータベースをさらに備え、
前記構造候補取得手段は被検糖鎖に対するMS2分析時のプリカーサイオンの質量電荷比から前記データベースを利用して複数の糖鎖構造候補を求めることを特徴とする糖鎖構造解析装置。
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