JP4165501B2 - Method for measuring hydrophobic peptides by MALDI mass spectrometer - Google Patents
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Description
本発明は質量分析装置を用いたプロテオーム解析の分野に関する。 The present invention relates to the field of proteomic analysis using a mass spectrometer.
<定量解析>
プロテオーム解析(タンパク質の網羅的解析)分野において、これまでは二次元電気泳動と質量分析装置とを組み合わせたPMF(ペプチドマスフィンガープリンティング)解析法が主流であったが、これに代わる次世代のプロテオーム解析法として、安定同位体を用いた手法が考案されている。例えば、Curr. Opinion Chem. Biol., 2003, 7, 70-77には、ICAT(Isotope-Coded Affinity Tag)試薬を用いた、マススペクトロメトリーを用いた定量的プロテオミクスが記載されている。さらに、Rapid Commun. Mass Spectrom., 2003, 17, 1642-1650及び国際公報第2004/002950号パンフレットには、本発明者らによって開発された、2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリド(NBSCl)の安定同位体標識体と非標識体とをラベル化試薬として用い、タンパク質又はペプチドのトリプトファン残基を修飾し、これらをトリプシンで酵素消化して得られるペプチド混合物中から疎水クロマトグラフィーカラムを用いてニトロベンゼンスルフェニル (NBS)ラベル化トリプトファンを含有するペプチドを濃縮し、定量解析を行う方法(以下、NBS法と表記する。)が記載されている。
<Quantitative analysis>
In the field of proteome analysis (exhaustive protein analysis), PMF (peptide mass fingerprinting) analysis methods combining two-dimensional electrophoresis and mass spectrometers have been the mainstream, but the next-generation proteome is an alternative. As an analysis method, a method using stable isotopes has been devised. For example, Curr. Opinion Chem. Biol., 2003, 7, 70-77 describes quantitative proteomics using mass spectrometry using an ICAT (Isotope-Coded Affinity Tag) reagent. Furthermore, Rapid Commun. Mass Spectrom., 2003, 17, 1642-1650 and International Publication No. 2004/002950 pamphlet, the stable isotope of 2-nitrobenzenesulfenyl chloride (NBSCl) developed by the present inventors. Using labeled and unlabeled substances as labeling reagents, tryptophan residues of proteins or peptides are modified, and these peptides are obtained by enzymatic digestion with trypsin, and then using a hydrophobic chromatography column, nitrobenzenesulfenyl ( A method (hereinafter referred to as NBS method) is described in which peptides containing NBS) -labeled tryptophan are concentrated and quantitative analysis is performed.
<MS/MS解析による配列同定>
PMF法においては、1つのタンパク質を酵素消化して得られる複数のペプチド断片のマス値を質量分析装置によって検出し、これらをデータベース上の理論断片のマス値と比較することでタンパク質の同定を行う。一方、NBS法ではラベル化・濃縮されたペプチドをMS/MS解析して配列を決定し、データベース上でそのような配列を含むタンパク質の検索を行うことで、元のタンパク質の同定を行う。従って、NBS法においては、通常の質量分析による定量解析と同時に、MS/MS解析による配列決定がタンパク質同定のための必須の工程となる。
<Sequence identification by MS / MS analysis>
In the PMF method, mass values of a plurality of peptide fragments obtained by enzymatic digestion of one protein are detected by a mass spectrometer, and these are compared with the mass values of theoretical fragments on a database to identify the protein. . On the other hand, in the NBS method, the labeled and concentrated peptides are subjected to MS / MS analysis to determine the sequence, and the protein containing such a sequence is searched on the database to identify the original protein. Therefore, in the NBS method, simultaneously with quantitative analysis by normal mass spectrometry, sequencing by MS / MS analysis is an essential step for protein identification.
MS/MS解析は、1)プレカーサーイオンと呼ばれる、配列を決定したいペプチドの選択、2)選択したプレカーサーイオンのフラグメント化、及び、3)生じたフラグメントイオンのマス値の検出、の三段階を経て行われる。このようなMS/MS解析を行うことができる質量分析装置としては、プレカーサーイオン選択・フラグメントイオン検出のための二台の質量分離部が連結されたタンデム型、イオン自身の持つ内部エネルギーによる分解(PSD; post-source decay)を利用するもの、イオンを補足することによって複数回のMS解析(MSn解析)を行うことができるイオントラップ型、及び、イオンサイクロトロン共鳴(ICR; Ion Cyclotron Resonance)技術を用いて得られたデータをフーリエ変換(FT; Fourier Transform)してマススペクトルの信号とするFTICR型が挙げられる。 The MS / MS analysis goes through three steps: 1) selection of a peptide called a precursor ion to be sequenced, 2) fragmentation of the selected precursor ion, and 3) detection of the mass value of the resulting fragment ion. Done. Mass spectrometers that can perform such MS / MS analysis include tandem-type two ion separation units for precursor ion selection and fragment ion detection, and decomposition by internal energy of ions ( Uses PSD (post-source decay), ion trap type that can perform MS analysis (MS n analysis) multiple times by supplementing ions, and ion cyclotron resonance (ICR) technology The FTICR type which uses the Fourier transform (FT; Fourier Transform) of the data obtained by using it as a mass spectrum signal can be mentioned.
MALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化(Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization)) 型質量分析装置では、試料に混ぜられたマトリックスと呼ばれる分子(一般的に有機化合物)がレーザー光のエネルギーを吸収することで加熱され、気化するとともにイオン化される。試料分子を取り囲んでいたマトリックスが瞬時に気化することで、結果として試料分子もほぼ同時に気相に放出されることになる。この時、試料分子とマトリックスとの間で電子やプロトンの受け渡しが行われ、試料分子のイオン化が達成される。また、これと同時にエネルギーの一部が内部エネルギーとして試料分子に受け渡される。 In a MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization) type mass spectrometer, a molecule called a matrix (generally an organic compound) mixed in the sample absorbs the energy of the laser beam and heats it. Is vaporized and ionized. The matrix surrounding the sample molecules is instantly vaporized, resulting in the sample molecules being released into the gas phase almost simultaneously. At this time, electrons and protons are transferred between the sample molecules and the matrix, and ionization of the sample molecules is achieved. At the same time, part of the energy is transferred to the sample molecules as internal energy.
このように、マトリックスは試料分子の気化・イオン化を補助するだけでなく、試料分子の分散剤としても働いているので、試料分子の効率良いイオン化にはマトリックスと試料分子との親和性が重要であると考えられている。そのため、測定する試料ごとに最適とされる有機化合物が検索され、用いられてきた。例えば、ペプチドを測定する際には、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4-CHCA)が広く一般的に用いられている。 In this way, the matrix not only assists vaporization and ionization of the sample molecules, but also acts as a dispersant for the sample molecules, so the affinity between the matrix and the sample molecules is important for efficient ionization of the sample molecules. It is thought that there is. Therefore, an organic compound that is optimal for each sample to be measured has been searched and used. For example, α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA) is widely used for measuring peptides.
一方、MALDI-IT(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ)型、MALDI-IT-TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ−飛行時間)型(例えばAXIMA-QIT(島津製作所製))やMALDI-FTICR(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴)型の質量分析装置では、MALDI法によってイオン化した試料分子を一度セル内に閉じ込めてから、イオンの検出や選択、或いはMS/MS解析を行っていく。このため、一度生成したイオンが検出器に到達して測定されるまでの時間が、通常のMALDI-TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間)型装置に比べ、2〜3桁以上長くなる。イオン化された試料分子は余剰の内部エネルギーを持っているため、徐々に自己崩壊が起こることが知られている。実際に、MALDI-TOF型質量分析装置のPSD測定においては、この原理を利用して擬似MS/MS解析を行っている。 On the other hand, MALDI-IT (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap) type, MALDI-IT-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap-Time of Flight) type (for example, AXIMA-QIT (manufactured by Shimadzu Corporation)) In the MALDI-FTICR (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance) type mass spectrometer, the sample molecules ionized by the MALDI method are once trapped in the cell, and then ion detection and selection, or MS / MS Analyze. For this reason, the time until the ions once generated reach the detector and are measured is longer by 2 to 3 orders of magnitude than that of a normal MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Time of Flight) type device. . Since ionized sample molecules have excessive internal energy, it is known that self-collapse occurs gradually. Actually, in the PSD measurement of the MALDI-TOF mass spectrometer, pseudo-MS / MS analysis is performed using this principle.
従って、MALDI-IT型、MALDI-IT-TOF型やMALDI-FTICR型の質量分析装置においては、イオン化の際に大きな内部エネルギーを受け取ると、測定時に望まないフラグメントイオンがたくさん検出されてしまい不都合である。この点から、4-CHCAをマトリックスとして用いることは、イオン化の際に試料に過剰の内部エネルギーを与えることとなるため、MALDI-IT型、MALDI-IT-TOF型やMALDI-FTICR型の質量分析装置において好ましくない。そのため、AXIMA-QIT装置で実際にデフォルトとして設定されているマトリックスは、イオン化の際に試料分子に与えるエネルギーが比較的小さいとされている2,5−ジヒドロキシ安息香酸 (DHB)である。 Therefore, in MALDI-IT, MALDI-IT-TOF, and MALDI-FTICR type mass spectrometers, if large internal energy is received during ionization, many unwanted fragment ions are detected during measurement. is there. From this point, the use of 4-CHCA as a matrix gives excessive internal energy to the sample during ionization, so MALDI-IT, MALDI-IT-TOF and MALDI-FTICR mass spectrometry It is not preferable in the apparatus. For this reason, the matrix that is actually set as the default in the AXIMA-QIT apparatus is 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB), which is considered to have relatively little energy given to the sample molecules during ionization.
このように、MALDI-IT型、MALDI-IT-TOF型やMALDI-FTICR型の質量分析装置においてはマトリックスとして主にDHBを用いている。しかし、疎水性のペプチドを含む試料の測定を行う場合は、DHBを用いても疎水性ペプチドを効率よくイオン化することができない。 Thus, in MALDI-IT type, MALDI-IT-TOF type, and MALDI-FTICR type mass spectrometers, DHB is mainly used as a matrix. However, when measuring a sample containing a hydrophobic peptide, the hydrophobic peptide cannot be efficiently ionized even if DHB is used.
そこで本発明の目的は、MALDI型質量分析装置、特にMALDI-IT型、MALDI-IT-TOF型やMALDI-FTICR型の質量分析装置において、疎水性のペプチドを効率よくイオン化することができる方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method capable of efficiently ionizing hydrophobic peptides in a MALDI mass spectrometer, particularly a MALDI-IT, MALDI-IT-TOF, and MALDI-FTICR mass spectrometer. It is to provide.
本発明者らは、鋭意検討した結果、マトリックスとしてα−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸又は3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸を用いることによって上記本発明の目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by using α-cyano-3-hydroxycinnamic acid or 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid as a matrix. The present invention has been completed.
本発明は、以下の発明を含む。
(1)MALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化)イオン源を有する質量分析装置によって、ペプチドをα−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸又は3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸をマトリックスとして用いて測定する方法。
(2)前記マトリックスとして3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸を用いる場合に、前記3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸とα−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸とを組み合わせた混合マトリックスを用いて測定する、(1)に記載のペプチドの測定方法。
The present invention includes the following inventions.
(1) A peptide is measured using α-cyano-3-hydroxycinnamic acid or 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid as a matrix by a mass spectrometer having a MALDI (matrix-assisted laser desorption / ionization) ion source. Method.
(2) When 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid is used as the matrix, a mixed matrix in which the 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid and α-cyano-4-hydroxycinnamic acid are combined is used. The method for measuring a peptide according to (1), wherein measurement is performed.
(3)前記ペプチドが、疎水性化合物により化学修飾されたペプチドである、(1)又は(2)に記載のペプチドの測定方法。
(4)前記ペプチドが、スルフェニル化合物によって修飾されたアミノ酸残基を含有するペプチドである、(1)〜(3)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(5)前記ペプチドが、2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドによって誘導体化されたペプチドである、(1)〜(4)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(3) The method for measuring a peptide according to (1) or (2), wherein the peptide is a peptide chemically modified with a hydrophobic compound.
(4) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (3), wherein the peptide is a peptide containing an amino acid residue modified with a sulfenyl compound.
(5) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (4), wherein the peptide is a peptide derivatized with 2-nitrobenzenesulfenyl chloride.
ここで、本明細書においてペプチドとは、オリゴペプチド、ポリペプチド及びタンパク質を含む意味で用いる。 Here, in this specification, a peptide is used with the meaning containing an oligopeptide, polypeptide, and protein.
(6)MALDI-IT(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ)型質量分析装置による、(1)〜(5)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(7)MALDI-IT-TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ−飛行時間)型質量分析装置による、(1)〜(5)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(8)MALDI-FTICR(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴)型質量分析装置による、(1)〜(5)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(6) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (5), using a MALDI-IT (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap) mass spectrometer.
(7) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (5), using a MALDI-IT-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap-Time of Flight) mass spectrometer.
(8) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (5), using a MALDI-FTICR (matrix-assisted laser desorption / ionization-Fourier transform ion cyclotron resonance) mass spectrometer.
(9)前記マトリックスを、1mg/ml〜飽和濃度の溶液として用いる、(1)〜(8)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(10)前記α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸を、1mg/ml〜飽和濃度の溶液として用いる、(2)〜(9)のいずれかに記載のペプチドの測定方法。
(11)前記3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸の溶液と、前記α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸の溶液とを、1:10〜10:1の体積比で組み合わせて用いる、(10)に記載のペプチドの測定方法。
(9) The method for measuring a peptide according to any one of (1) to (8), wherein the matrix is used as a solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration.
(10) The method for measuring a peptide according to any one of (2) to (9), wherein the α-cyano-4-hydroxycinnamic acid is used as a solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration.
(11) The 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid solution and the α-cyano-4-hydroxycinnamic acid solution are used in combination at a volume ratio of 1:10 to 10: 1. ).
本発明によると、MALDI型質量分析装置、特にMALDI-IT型、MALDI-IT-TOF型やMALDI-FTICR型の質量分析装置において、疎水性のペプチドを効率よくイオン化することができる方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method capable of efficiently ionizing a hydrophobic peptide in a MALDI mass spectrometer, particularly a MALDI-IT, MALDI-IT-TOF, or MALDI-FTICR mass spectrometer. be able to.
本発明の方法は、MALDI(マトリックス支援レーザー脱離イオン化)イオン源を有する質量分析装置を用いて、疎水性のペプチド試料を測定する方法である。なお、現在に至るまで、MALDI法のイオン化機構については完全に解明されているとはいえない。本明細書の記載は、現在最も多く受け入れられている解釈に基づく。 The method of the present invention is a method for measuring a hydrophobic peptide sample using a mass spectrometer having a MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization) ion source. Until now, the ionization mechanism of the MALDI method has not been completely elucidated. The statements herein are based on the currently most accepted interpretation.
本発明において疎水性ペプチド・疎水性タンパク質とは、ペプチド・タンパク質の組成アミノ酸残基のうち、疎水性のアミノ酸、特に疎水性の高いアミノ酸の含量が比較的高いもの、下記の基を有するもの、及び下記の化学修飾を受けたものをいう。疎水性の高いアミノ酸としては、例えば、トリプトファン、イソロイシン、チロシン、フェニルアラニン、ロイシン、バリン、メチオニンなどを挙げることができる。さらに、アラニン、グリシン、プロリンなども疎水性のアミノ酸とみなすこともある。 In the present invention, the hydrophobic peptide / hydrophobic protein means that the amino acid residues of the peptide / protein are relatively high in the content of hydrophobic amino acids, particularly those with high hydrophobicity, those having the following groups: And the thing which received the following chemical modification. Examples of highly hydrophobic amino acids include tryptophan, isoleucine, tyrosine, phenylalanine, leucine, valine, and methionine. In addition, alanine, glycine, proline and the like may be regarded as hydrophobic amino acids.
特に本発明は、ニトロベンゼンスルフェニル基(NBS基:NO2PhS基(Ph:フェニレン基) )やニトロフェニル基などを有している疎水性ペプチドを測定する場合に有用に用いられる。このような疎水性ペプチドとしては、ニトロチロシン残基、ニトロフェニルアラニン残基、NBS基を置換基として有するトリプトファン残基、NBS基を置換基として有するシステイン残基などを含むペプチドが挙げられる。 In particular, the present invention is useful when measuring a hydrophobic peptide having a nitrobenzenesulfenyl group (NBS group: NO 2 PhS group (Ph: phenylene group)) or a nitrophenyl group. Examples of such hydrophobic peptides include peptides containing a nitrotyrosine residue, a nitrophenylalanine residue, a tryptophan residue having an NBS group as a substituent, a cysteine residue having an NBS group as a substituent.
疎水性ペプチドは、対応するペプチドを疎水性化合物によって化学修飾することによって得たものでもよい。ここで、対応するペプチドとしては、それ自体が疎水性である場合も含まれる。すなわち、疎水性ペプチドが、疎水性化合物を用いた化学修飾によって、より疎水性の高いペプチドに誘導体化される場合も含まれる。疎水性化合物は、スルフェニル化合物であることが好ましい。なお、スルフェニル化合物は、ペプチド又はタンパク質中のトリプトファン残基及びシステイン残基を特異的に修飾する化合物である。スルフェニル化合物の特に好ましい例として、2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリド(NBS試薬)が挙げられる。すなわち、本発明において好ましい疎水性ペプチドの一例としては、トリプトファン残基やシステイン残基を有するペプチドをNBS試薬を用いて化学修飾することによって得たものが挙げられる。 The hydrophobic peptide may be obtained by chemically modifying the corresponding peptide with a hydrophobic compound. Here, the corresponding peptide includes a case where the peptide itself is hydrophobic. That is, the case where a hydrophobic peptide is derivatized into a peptide having higher hydrophobicity by chemical modification using a hydrophobic compound is also included. The hydrophobic compound is preferably a sulfenyl compound. A sulfenyl compound is a compound that specifically modifies tryptophan residues and cysteine residues in peptides or proteins. A particularly preferred example of the sulfenyl compound is 2-nitrobenzenesulfenyl chloride (NBS reagent). That is, as an example of a preferred hydrophobic peptide in the present invention, a peptide obtained by chemically modifying a peptide having a tryptophan residue or a cysteine residue using an NBS reagent can be mentioned.
本発明の方法は、MALDIイオン源と組み合わされる質量分析計として、生成したイオンが検出器に到達して測定されるまでの時間が通常のMALDI-TOF型のものに比べて長いものに特に有用に用いることができる。このような質量分析装置としては、MALDI-IT(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ)型質量分析装置、MALDI-IT-TOF(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−イオントラップ−飛行時間)型質量分析装置MALDI-FTICR(マトリックス支援レーザー脱離イオン化−フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴)型質量分析装置などが挙げられる。 The method of the present invention is particularly useful as a mass spectrometer combined with a MALDI ion source in which the time until the generated ions reach the detector and are measured is longer than that of a normal MALDI-TOF type. Can be used. Such mass spectrometers include MALDI-IT (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap) Mass Spectrometer, MALDI-IT-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Ion Trap-Time of Flight) Mass Spectrometry. Examples include an apparatus MALDI-FTICR (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance) type mass spectrometer.
本発明においては、マトリックスとして、α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸(3-CHCA; 下記式I)又は3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA; 下記式II)を用いる。 In the present invention, α-cyano-3-hydroxycinnamic acid (3-CHCA; the following formula I) or 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid (3H4NBA; the following formula II) is used as the matrix.
これらの化合物は、質量分析用マトリックスとして用いるという目的において、当業者が適宜その使用形態を決定することができる。たとえば、これら化合物は、溶液として用いることが好ましい。溶液の濃度としては特に限定されないが、例えば、1mg/ml〜飽和濃度の溶液として用いることができる。 These compounds can be appropriately used by those skilled in the art for the purpose of being used as a matrix for mass spectrometry. For example, these compounds are preferably used as a solution. Although it does not specifically limit as a density | concentration of a solution, For example, it can use as a solution of 1 mg / ml-saturation concentration.
このような溶液の調製に用いられる溶媒としては、アセトニトリル水溶液、トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液、又はアセトニトリル−トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液を用いることが好ましい。アセトニトリル水溶液又はアセトニトリル−TFA水溶液を用いる場合、アセトニトリルの濃度は特に限定されないが、90%以下、好ましくは50%程度用いることができる。TFA水溶液又はアセトニトリル−TFA水溶液を用いる場合、TFAの濃度も特に限定されないが、1%以下、好ましくは0.1%程度用いることができる。 As a solvent used for preparing such a solution, it is preferable to use an acetonitrile aqueous solution, a trifluoroacetic acid (TFA) aqueous solution, or an acetonitrile-trifluoroacetic acid (TFA) aqueous solution. When an acetonitrile aqueous solution or an acetonitrile-TFA aqueous solution is used, the concentration of acetonitrile is not particularly limited, but 90% or less, preferably about 50% can be used. When a TFA aqueous solution or acetonitrile-TFA aqueous solution is used, the concentration of TFA is not particularly limited, but 1% or less, preferably about 0.1% can be used.
そして、マトリックスとして3-CHCAを用いる場合は、上述の溶媒に溶解させることにより、特に限定されないが例えば1mg/ml〜飽和濃度、好ましくは10mg/mlのマトリックス溶液として用いることができる。また、マトリックスとして3H4NBAを用いる場合は、このような溶媒に溶解させることにより、特に限定されないが例えば1mg/ml〜飽和濃度のマトリックス溶液として、好ましくは、飽和濃度のマトリックス溶液として用いることができる。 When 3-CHCA is used as a matrix, it is not particularly limited by dissolving it in the above-mentioned solvent. For example, it can be used as a matrix solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration, preferably 10 mg / ml. Further, when 3H4NBA is used as a matrix, it is not particularly limited by dissolving it in such a solvent. For example, it can be used as a matrix solution of 1 mg / ml to a saturated concentration, preferably as a saturated matrix solution.
なお、本明細書における、%で表された量の基準に関しては、特に断りのない限りv/v%とする。 In the present specification, the standard of the amount expressed in% is v / v% unless otherwise specified.
上記のマトリックスを用いることにより、以下のような利点がある。
まず、先に述べたように、MALDI-IT型質量分析装置、MALDI-IT-TOF型質量分析装置MALDI-FTICR型質量分析装置などは、生成したイオンが検出器に到達して測定されるまでの時間が通常のMALDI-TOF型のものに比べて長い。また、マトリックスは、受け取ったレーザーのエネルギーにより加熱され気化・イオン化するが、そのエネルギーの一部は試料分子の内部エネルギーとなり、徐々にイオンの自己崩壊をもたらす。すなわち、生成したイオンが検出器に到達して測定されるまでの時間が長いほど自己崩壊が進み、結果として望まないフラグメントイオンがたくさん検出されることとなる。本発明において用いられるマトリックスは、従来法(例えば4-CHCAが単独でマトリックスとして用いられる方法)におけるマトリックスに比べ、イオン化の際に測定分子に対して与える内部エネルギーが小さいと考えられる。そのため、上述のように、生成したイオンが検出器に到達して測定されるまでの時間が長い質量分析装置において用いられても、生成したイオンの自己崩壊の進行を抑えることができる。
By using the above matrix, there are the following advantages.
First, as mentioned above, the MALDI-IT mass spectrometer, the MALDI-IT-TOF mass spectrometer, and the MALDI-FTICR mass spectrometer are used until the generated ions reach the detector and are measured. Is longer than normal MALDI-TOF type. In addition, the matrix is heated and vaporized / ionized by the energy of the received laser, but a part of the energy becomes the internal energy of the sample molecule and gradually causes the self-decay of ions. That is, as the time until the generated ions reach the detector and are measured is longer, the self-decay progresses, and as a result, many unwanted fragment ions are detected. The matrix used in the present invention is considered to have a smaller internal energy given to the measurement molecule at the time of ionization than a matrix in a conventional method (for example, a method in which 4-CHCA is used alone as a matrix). Therefore, as described above, even when the generated ions reach the detector and are measured for a long time until they are used in the mass spectrometer, the progress of self-decompression of the generated ions can be suppressed.
このような理由で、本発明は、イオントラップ型質量分析装置のようにイオン化からイオンの検出までの時間が比較的長い質量分析装置において特に有用に用いられる。従って、イオントラップを持たない質量分析装置においても有用に用いられることはいうまでもない。 For this reason, the present invention is particularly useful for a mass spectrometer having a relatively long time from ionization to ion detection, such as an ion trap mass spectrometer. Therefore, it goes without saying that the present invention is also useful in a mass spectrometer having no ion trap.
さらに、先に述べたように、マトリックスと試料分子との親和性は、イオン化の際の重要なファクターである。従って、疎水性度の高い試料には疎水性度の高いマトリックスが、親水性度の高い試料には親水性度の高いマトリックスが合うと考えられる。本発明において用いられるマトリックス3-CHCAや3H4NBAは、従来のマトリックス(例えばDHB)に比べ、疎水性度が高いと考えられる。一方、本発明において測定されるペプチド試料分子も疎水性度が高いため、マトリックスとしての3-CHCAや3H4NBAとの親和性が高いと考えられる。その結果、ペプチド試料とマトリックスとが均一な微小結晶を作りやすく、効率良いイオン化を達成することができると考えられる。 Furthermore, as mentioned above, the affinity between the matrix and the sample molecules is an important factor during ionization. Accordingly, it is considered that a highly hydrophobic matrix is suitable for a sample having a high degree of hydrophobicity, and a highly hydrophilic matrix is suitable for a sample having a high degree of hydrophilicity. Matrix 3-CHCA and 3H4NBA used in the present invention are considered to have a higher degree of hydrophobicity than conventional matrices (for example, DHB). On the other hand, since the peptide sample molecules measured in the present invention also have a high degree of hydrophobicity, it is considered that the affinity with 3-CHCA or 3H4NBA as a matrix is high. As a result, it is considered that the peptide sample and the matrix can easily form uniform microcrystals, and efficient ionization can be achieved.
本発明においては、マトリックスとして3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸(3H4NBA)を用いる場合に、3H4NBAをα−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(4-CHCA; 下記式III)と組み合わせた混合マトリックスとして用いることが好ましい。4-CHCAは、ペプチドを質量分析測定する際に広く一般的にマトリックスとして用いられている化合物である。(以下本明細書において、4-CHCAを組み合わせて用いずに単独で使用するマトリックスと、4-CHCAを組み合わせて用いる混合マトリックスとを、単にマトリックスと記載することがある。) In the present invention, when 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid (3H4NBA) is used as the matrix, a mixed matrix in which 3H4NBA is combined with α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (4-CHCA; Formula III below) It is preferable to use as. 4-CHCA is a compound that is widely used as a matrix in mass spectrometry of peptides. (Hereinafter, in this specification, a matrix that is used alone without using 4-CHCA in combination and a mixed matrix that is used in combination with 4-CHCA may be simply referred to as a matrix.)
3H4NBAと4-CHCAとの組み合わせの比率は、特に制限はないが、例えば以下のような量的関係で組み合わせることができる。
例えば、3H4NBAは、すでに述べたような濃度で調製することができる。すなわち、1mg/ml〜飽和濃度の溶液として、例えばアセトニトリル水溶液、TFA水溶液又はアセトニトリル−TFA水溶液を溶媒とした場合、1mg/ml〜飽和濃度、好ましくは飽和濃度の3H4NBA溶液として調製することができる。
一方、4-CHCAは、従来から用いられてきた濃度で調製することができる。例えば、1mg/ml〜飽和濃度の溶液として調製することができる。上記3H4NBAを用いる場合と同様の、アセトニトリル水溶液、TFA水溶液又はアセトニトリル−TFA水溶液を溶媒として用いる場合は、1mg/ml〜飽和濃度、好ましくは10mg/mlの4-CHCA溶液として調製することができる。
以上のように調製された双方の溶液を、好ましくは1:10〜10:1、より好ましくは1:3〜3:1、例えば1:1の体積比で混合して用いる。
The ratio of the combination of 3H4NBA and 4-CHCA is not particularly limited, but can be combined in the following quantitative relationship, for example.
For example, 3H4NBA can be prepared at concentrations as already described. That is, as a solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration, for example, an acetonitrile aqueous solution, a TFA aqueous solution, or an acetonitrile-TFA aqueous solution is used as a solvent, it can be prepared as a 3H4NBA solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration, preferably a saturated concentration.
On the other hand, 4-CHCA can be prepared at a concentration conventionally used. For example, it can be prepared as a solution of 1 mg / ml to a saturated concentration. When an acetonitrile aqueous solution, a TFA aqueous solution or an acetonitrile-TFA aqueous solution is used as a solvent, as in the case of using 3H4NBA, it can be prepared as a 4-CHCA solution having a concentration of 1 mg / ml to a saturated concentration, preferably 10 mg / ml.
Both solutions prepared as described above are preferably used in a volume ratio of 1:10 to 10: 1, more preferably 1: 3 to 3: 1, for example 1: 1.
従来のマトリックス4-CHCAは、MALDI-IT、MALDI-IT-TOF、MALDI-FTICR装置など、イオン化からイオンの検出までの時間が長いMALDI装置での測定において、測定試料の自己崩壊を生ぜしめるという欠点はあるが、測定の感度には優れており、また、質量分析試料においてレーザーを当てる最適スポットを探すのが容易であるという利点を有する。 The conventional matrix 4-CHCA causes self-disintegration of the measurement sample in measurements with MALDI devices such as MALDI-IT, MALDI-IT-TOF, and MALDI-FTICR devices that require a long time from ionization to ion detection. Despite its drawbacks, it has excellent measurement sensitivity and has the advantage that it is easy to find the optimum spot to which a laser is applied in a mass spectrometry sample.
一方、本発明のマトリックス3H4NBAは、すでに述べたように、測定試料の自己崩壊の進行を抑えることができるとともに、疎水性の試料の効率的なイオン化を達成することができるという利点を有する。そして、本発明のマトリックス3H4NBAが、4-CHCAと組み合わされることによって、双方のマトリックスが有する利点の相乗効果が奏される。すなわち、3H4NBAが単独で有する測定試料の自己崩壊の抑制と疎水性試料のイオン化達成という利点を確保したまま、4-CHCAが有する高感度検出能がさらに伴い、より解析効率に優れた質量分析を行うことが可能になる。 On the other hand, the matrix 3H4NBA of the present invention has the advantages that, as already described, the progress of self-degradation of the measurement sample can be suppressed and efficient ionization of the hydrophobic sample can be achieved. Then, when the matrix 3H4NBA of the present invention is combined with 4-CHCA, a synergistic effect of the advantages of both matrices is achieved. In other words, while maintaining the advantages of suppressing the self-disintegration of the measurement sample possessed by 3H4NBA alone and achieving ionization of the hydrophobic sample, the high sensitivity detection capability of 4-CHCA further accompanies, and mass spectrometry with higher analytical efficiency can be performed. It becomes possible to do.
本発明によると、疎水性ペプチド(例えばNBSラベル化ペプチド)の配列同定を行うことが可能な方法の範囲が大幅に広まった。従来の技術では、ESI(エレクトロスプレーイオン化法)を利用した質量分析装置によるMS/MS解析、MALDI型質量分析装置のPSD解析が用いられていたが、本発明により、CID(衝突誘起解離)を起こすことができる、MALDI-IT型質量分析装置、MALDI-IT-TOF型質量分析装置MALDI-FTICR型質量分析装置などによるMS/MS解析が新たに可能となった。さらに、PSDよりもCIDのほうが効率的にフラグメント化を起こすことができるため、ペプチドの同定率を向上させることが可能となった。 According to the present invention, the range of methods capable of performing sequence identification of hydrophobic peptides (for example, NBS-labeled peptides) has been greatly expanded. In the prior art, MS / MS analysis using a mass spectrometer using ESI (electrospray ionization) and PSD analysis using a MALDI mass spectrometer were used. However, according to the present invention, CID (collision-induced dissociation) is performed. MS / MS analysis using a MALDI-IT mass spectrometer, a MALDI-IT-TOF mass spectrometer, or a MALDI-FTICR mass spectrometer, which can be started, is now possible. Furthermore, since CID can cause fragmentation more efficiently than PSD, it has become possible to improve the peptide identification rate.
以下に実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。すでに述べたように、%で表された量の基準に関しては、特に断りのない限りv/v%とする。なお、実施例においては、NBS試薬によるラベル化を修飾又はNBS修飾と表記することがある。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. As already stated, the standard for the quantity expressed in% is v / v% unless otherwise specified. In the examples, labeling with the NBS reagent may be referred to as modification or NBS modification.
[実施例1]
本実施例においては、NBSラベル化ペプチド(安定同位体元素13C6つで標識されたNBS(heavy)試薬によって修飾されたペプチドと非標識のNBS(light)試薬によって修飾されたペプチドとの混合物)を測定サンプルに用い、本発明のマトリックス3-CHCA(α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸、式I)及び3H4NBA(3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸、式II)と、比較用の従来のマトリックスDHB(2,5−ジヒドロキシ安息香酸、式IV)とを用いて、質量分析装置にて測定を行った。
[Example 1]
In this example, an NBS-labeled peptide (a mixture of a peptide modified with an NBS (heavy) reagent labeled with six stable isotopes 13 C and a peptide modified with an unlabeled NBS (light) reagent) Is used as a measurement sample, and the matrix 3-CHCA (α-cyano-3-hydroxycinnamic acid, formula I) and 3H4NBA (3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid, formula II) of the present invention are compared with conventional ones for comparison. Was measured with a mass spectrometer using the matrix DHB (2,5-dihydroxybenzoic acid, formula IV).
測定サンプルは、以下のように調製した。
精製タンパク質4種類(オボアルブミン、グリセルアルデヒド−3−ホスフェイトデヒドロゲナーゼ、リゾチーム、α−ラクトアルブミン;全てSIGMA社製)を25μgずつ混合し合計100μgとしたものを2つ用意した。変性剤として終濃度8Mの尿素を用いて、それぞれの混合物についての可溶化及びNBS修飾試料混合物の再可溶化を行ったこと以外は、「13CNBS Isotope Labeling キット」(島津製作所製)のプロトコルに従って測定サンプルを調製した。すなわち、2つの混合物のうち一方をNBS Reagent (heavy)(2−ニトロ[13C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)で、他方をNBS Reagent (light)(2−ニトロ[12C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)で修飾し、両修飾試料の混合、脱塩、尿素による再可溶化、還元・アルキル化、及びトリプシン消化を行った。
The measurement sample was prepared as follows.
Two types of purified proteins (ovalbumin, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, lysozyme, α-lactalbumin; all manufactured by SIGMA) were mixed at 25 μg each to give a total of 100 μg. According to the protocol of “ 13 CNBS Isotope Labeling Kit” (manufactured by Shimadzu Corporation), except that urea with a final concentration of 8M was used as a denaturing agent and each mixture was solubilized and the NBS-modified sample mixture was resolubilized. A measurement sample was prepared. That is, one of the two mixtures is NBS Reagent (heavy) (2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride) and the other is NBS Reagent (light) (2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride). ), And both modified samples were mixed, desalted, resolubilized with urea, reduced / alkylated, and trypsin digested.
その後、試料を凍結乾燥し、500μlの0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液に懸濁し、0.1%のTFA水溶液で平衡化したHiTrap Phenyl FF (high sub) column(アマシャムバイオサイエンス社製)にロードした。このカラムを3mlの0.1%TFA水溶液で洗浄し、その後、10%のアセトニトリルを含む0.1%のTFA水溶液1mlを用いて溶出した。続いて、溶出に用いるTFA水溶液のアセトニトリル濃度を順に15、20、25、30、35、40%と変え、同様に溶出を行った。溶出後、10%のアセトニトリルを含む0.1%TFA水溶液で溶出した画分を、凍結乾燥し、50μlの0.1%TFA水溶液に再懸濁し、ZipTip(μC18)で脱塩処理した。このようにして、測定サンプルを得た。 The sample was then lyophilized, suspended in 500 μl of 0.1% aqueous trifluoroacetic acid (TFA), and loaded onto a HiTrap Phenyl FF (high sub) column (Amersham Biosciences) equilibrated with 0.1% aqueous TFA. . The column was washed with 3 ml of 0.1% aqueous TFA and then eluted with 1 ml of 0.1% aqueous TFA containing 10% acetonitrile. Subsequently, the acetonitrile concentration of the TFA aqueous solution used for elution was changed to 15, 20, 25, 30, 35, and 40% in this order, and elution was performed in the same manner. After elution, the fraction eluted with 0.1% TFA aqueous solution containing 10% acetonitrile was lyophilized, resuspended in 50 μl 0.1% TFA aqueous solution, and desalted with ZipTip (μC18). In this way, a measurement sample was obtained.
マトリックスとしては、本発明の3-CHCA(α−シアノ−3−ヒドロキシケイ皮酸、式I)及び3H4NBA(3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸、式II)、及び比較のために従来のマトリックスDHB(2,5−ジヒドロキシ安息香酸、式IV)の3種を用意した。 Examples of the matrix include 3-CHCA (α-cyano-3-hydroxycinnamic acid, formula I) and 3H4NBA (3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid, formula II) of the present invention, and a conventional matrix for comparison. Three types of DHB (2,5-dihydroxybenzoic acid, formula IV) were prepared.
マトリックスとしては、以下のように調製したものを用いた。0.1%TFAを含む50%アセトニトリル水溶液を溶媒とし、3-CHCA、3H4NBA及びDHBをそれぞれ溶解させた。DHBと3-CHCAとはそれぞれ10mg/mlの溶液、3H4NBAは飽和溶液とした A matrix prepared as follows was used. 3-CHCA, 3H4NBA and DHB were dissolved in a 50% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% TFA, respectively. DHB and 3-CHCA were each 10 mg / ml solution, and 3H4NBA was a saturated solution.
上述のようにして得られた測定サンプルの溶液とマトリックスの溶液とを、それぞれ0.5μlずつとって混合し、マスプレート上に滴下した。溶液を乾燥させた後、AXIMA-QIT装置(MALDI-IT-TOF型質量分析装置、島津製作所製)にて測定した。 0.5 μl each of the measurement sample solution and the matrix solution obtained as described above were mixed and dropped onto the mass plate. The solution was dried and then measured with an AXIMA-QIT apparatus (MALDI-IT-TOF type mass spectrometer, manufactured by Shimadzu Corporation).
AXIMA-QIT装置によるMSスペクトルを、図1に示す。図1中、横軸は質量/電荷(Mass/Charge)、縦軸はイオンの相対強度を表す。また、(a)は、DHBをマトリックスに用いたときのNBS修飾ペプチドのスペクトル、(b)は、3-CHCAをマトリックスに用いたときのNBS修飾ペプチドのスペクトル、(c)は、3H4NBAをマトリックスに用いたときのNBS修飾ペプチドのスペクトルである。図中、(i)、(ii)及び(iii)は、NBSで修飾されたペプチドのペアピークを示す。それぞれのペアピークは、2つのラベル化試薬NBS Reagent (heavy)(2−ニトロ[13C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)とNBS Reagent (light)(2−ニトロ[12C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)との質量差に相当する、m/z=6 の差を有するピークの組として検出された。それぞれのペアピークに相当する理論マス値、配列、及び由来するタンパク質は次のとおりである。 The MS spectrum obtained from the AXIMA-QIT apparatus is shown in FIG. In FIG. 1, the horizontal axis represents mass / charge (Mass / Charge), and the vertical axis represents the relative intensity of ions. In addition, (a) is the spectrum of NBS modified peptide when DHB is used for the matrix, (b) is the spectrum of NBS modified peptide when 3-CHCA is used for the matrix, (c) is the matrix of 3H4NBA. It is a spectrum of an NBS modified peptide when used for. In the figure, (i), (ii) and (iii) show pair peaks of peptides modified with NBS. Each paired peak consists of two labeling reagents NBS Reagent (heavy) (2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride) and NBS Reagent (light) (2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride). Detected as a set of peaks having a difference of m / z = 6 corresponding to a mass difference of. The theoretical mass value, sequence, and derived protein corresponding to each pair peak are as follows.
(i)1198.53, 1204.55 (m/z)、GTDVQAWIR(配列番号1)、リゾチーム
(ii)1244.51, 1250.53 (m/z)、LDQWLCEK(配列番号2)、α−ラクトアルブミン
(iii)2011.95, 2017.97 (m/z)、ELINSWVESQTNGIIR(配列番号3)、オボアルブミン
(i) 1119.53, 1204.55 (m / z), GTDVQAWIR (SEQ ID NO: 1), lysozyme
(ii) 1244.51, 1250.53 (m / z), LDQWLCEK (SEQ ID NO: 2), α-lactalbumin
(iii) 2011.95, 2017.97 (m / z), ELINSWVESQTNGIIR (SEQ ID NO: 3), ovalbumin
図2は、図1中のペアピーク(i)の1198.53 m/zに相当するイオン(GTDVQAWIR)を選択的にトラップした後、MS/MS解析したときのフラグメントスペクトルである。図2中、横軸は質量/電荷(Mass/Charge)、縦軸はイオンの相対強度を表す。 FIG. 2 is a fragment spectrum when MS / MS analysis is performed after selectively trapping ions (GTDVQAWIR) corresponding to 1118.53 m / z of the pair peak (i) in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents mass / charge (Mass / Charge), and the vertical axis represents the relative intensity of ions.
[実施例2]
(a)イオントラップを持つ質量分析装置とイオントラップを持たない質量分析装置とによる質量分析測定
[Example 2]
(A) Mass spectrometry measurement using a mass spectrometer having an ion trap and a mass spectrometer having no ion trap
NBS試薬によって修飾されたペプチドと非修飾ペプチドとの混合物を測定サンプルに用い、本発明の混合マトリックス、すなわち3H4NBA(3−ヒドロキシ−4−ニトロ安息香酸、式II)と従来のマトリックス4-CHCA(α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸、式III)との混合物を用い、質量分析装置にて測定を行った。 A mixture of a peptide modified with NBS reagent and an unmodified peptide was used as a measurement sample, and the mixed matrix of the present invention, ie, 3H4NBA (3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid, formula II) and conventional matrix 4-CHCA ( Using a mixture with α-cyano-4-hydroxycinnamic acid, formula III), measurements were taken with a mass spectrometer.
測定サンプルは、以下のように調製した。
精製タンパク質4種類(オボアルブミン、グリセルアルデヒド−3−ホスフェイトデヒドロゲナーゼ、リゾチーム、α−ラクトアルブミン;全てSIGMA社製)を25μgずつ混合し合計100μgとしたものを2つ用意した。変性剤として終濃度8Mの尿素を用いてそれぞれの混合物について変性を行った以外は、「13CNBS Isotope Labeling キット」(島津製作所製)のプロトコルに従った。すなわち、一方をNBS Reagent (heavy)(2−ニトロ[13C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)で標識修飾し、他方をNBS Reagent (light)(2−ニトロ[12C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)で非標識修飾し、両修飾試料の混合、脱塩、尿素による再可溶化、還元、アルキル化、及びトリプシン消化を行った。消化後のサンプルをZipTipμ-C18で脱塩処理し、0.1%TFAを含む50%アセトニトリル水溶液4μlにより溶出したものを、測定サンプルとした。このうち、0.5μlをマスプレート上に塗布した。
The measurement sample was prepared as follows.
Two types of purified proteins (ovalbumin, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, lysozyme, α-lactalbumin; all manufactured by SIGMA) were mixed at 25 μg each to give a total of 100 μg. The protocol of “ 13 CNBS Isotope Labeling Kit” (manufactured by Shimadzu Corporation) was followed except that each mixture was denatured using urea having a final concentration of 8M as a denaturant. That is, one is labeled with NBS Reagent (heavy) (2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride) and the other is labeled with NBS Reagent (light) (2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride). Unlabeled modification, mixing of both modified samples, desalting, resolubilization with urea, reduction, alkylation, and trypsin digestion were performed. The sample after digestion was desalted with ZipTipμ-C18 and eluted with 4 μl of 50% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% TFA was used as a measurement sample. Of this, 0.5 μl was applied on a mass plate.
マトリックスとしては、以下のように調製したものを用いた。0.1%TFAを含む50%アセトニトリル水溶液を溶媒とし、3H4NBA及び4-CHCAをそれぞれ溶解させた。3H4NBAは飽和溶液、4-CHCAは10mg/mlの溶液とした。このように調製した溶液を、1:1の体積比で混合し、マトリックス混合溶液を得た。あらかじめ用意しておいた測定サンプル塗布を行ったマスプレート上に、マトリックス混合溶液0.5μlを添加し、乾燥した後、イオントラップを持つMALDI-IT-TOF型質量分析装置(AXIMA-QIT、島津製作所製)及びイオントラップを持たないMALDI-TOF型質量分析装置(AXIMA-CFR plus、島津製作所製)にて測定を行った。 A matrix prepared as follows was used. 3H4NBA and 4-CHCA were dissolved in 50% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% TFA as a solvent. 3H4NBA was a saturated solution, and 4-CHCA was a 10 mg / ml solution. The solution thus prepared was mixed at a volume ratio of 1: 1 to obtain a matrix mixed solution. MALDI-IT-TOF mass spectrometer with ion trap (AXIMA-QIT, Shimadzu Corporation) after adding 0.5 μl of the matrix mixed solution to the mass plate with the measurement sample applied in advance and drying And a MALDI-TOF mass spectrometer (AXIMA-CFR plus, manufactured by Shimadzu Corporation) without an ion trap.
このとき得られたMSスペクトルを、図3(a-1)及び図3(a-2)に示す。これらの図において、横軸は質量/電荷(m/z)、縦軸はイオンの相対強度(%Int.)を表す。また、(a-1)は、イオントラップを持つAXIMA-QITで測定することによって得られたスペクトル、(a-2)は、イオントラップを持たないAXIMA-CFR plusで測定することによって得られたスペクトルである。さらにこれらの図において、矢印でマークされたピーク対は、NBS修飾されたペプチドのものであることを示している。それぞれのペアピークは、2つの修飾試薬NBS Reagent (heavy)(2−ニトロ[13C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)とNBS Reagent (light)(2−ニトロ[12C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)との質量差に相当する、m/z=6の差を有する。 The MS spectra obtained at this time are shown in FIGS. 3 (a-1) and 3 (a-2). In these figures, the horizontal axis represents mass / charge (m / z), and the vertical axis represents the relative intensity of ions (% Int.). In addition, (a-1) is the spectrum obtained by measuring with AXIMA-QIT with an ion trap, and (a-2) is obtained by measuring with AXIMA-CFR plus without an ion trap. It is a spectrum. Further, in these figures, the peak pair marked with an arrow indicates that the peptide is an NBS-modified peptide. Each paired peak is composed of two modifying reagents NBS Reagent (heavy) (2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride) and NBS Reagent (light) (2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride). It has a difference of m / z = 6 corresponding to the mass difference.
図3(a-1)及び図3(a-2)のスペクトルを互いに比較してわかるように、両者でほとんど同じスペクトルが得られた。イオントラップを持つ質量分析装置とイオントラップを持たない質量分析装置とで、ほとんど同じスペクトルが得られるということは、イオントラップを持つ質量分析装置の測定において測定試料の自己崩壊が抑制されていることを示す。すなわち、本発明のマトリックス混合物を用いると、従来4-CHCAを単体でマトリックスとして用いたイオントラップ型質量分析装置(すなわちイオン化からイオンの検出までの時間が比較的長い質量分析装置)での測定において起こっていた、測定試料の自己崩壊が抑制されていることがわかった。 As can be seen by comparing the spectra of FIG. 3 (a-1) and FIG. 3 (a-2) with each other, almost the same spectra were obtained in both cases. The fact that almost the same spectrum can be obtained by a mass spectrometer with an ion trap and a mass spectrometer without an ion trap means that the self-disintegration of the measurement sample is suppressed in the measurement of the mass spectrometer with an ion trap. Indicates. That is, when the matrix mixture of the present invention is used, in the conventional measurement with an ion trap type mass spectrometer (ie, a mass spectrometer having a relatively long time from ionization to ion detection) using 4-CHCA alone as a matrix. It was found that the self-disintegration of the measurement sample that had occurred was suppressed.
(b)3H4NBA単独使用のマトリックスと、3H4NBA及び4-CHCAの混合マトリックスとによる質量分析測定 (B) Mass spectrometric measurement using a matrix of 3H4NBA alone and a mixed matrix of 3H4NBA and 4-CHCA
上記(a)と同じ測定サンプルを用い、本発明のマトリックスである3H4NBA単独使用のマトリックス、及び3H4NBAと4-CHCAとの混合マトリックスを用いて、質量分析装置にて測定を行った。 Using the same measurement sample as in the above (a), measurement was performed with a mass spectrometer using a matrix of the present invention, which is a matrix of 3H4NBA alone, and a mixed matrix of 3H4NBA and 4-CHCA.
上記(a)と同じ測定サンプルを、0.1%TFA水溶液により1000倍希釈し、そのうちの0.5μlをマスプレート上に塗布した。 The same measurement sample as in the above (a) was diluted 1000 times with a 0.1% TFA aqueous solution, 0.5 μl of which was applied onto a mass plate.
マトリックスとしては、3H4NBA単独使用のマトリックス、及び3H4NBAと4-CHCAとの混合マトリックスを用いた。
3H4NBA単独使用のマトリックスについては、3H4NBAを、0.1%TFAを含む50%アセトニトリル水溶液に溶解し、飽和溶液とした。
3H4NBAと4-CHCAとの混合マトリックスについては、上記(a)と同様の方法によって調製した。
As the matrix, a matrix using 3H4NBA alone and a mixed matrix of 3H4NBA and 4-CHCA were used.
For the matrix using 3H4NBA alone, 3H4NBA was dissolved in 50% acetonitrile aqueous solution containing 0.1% TFA to obtain a saturated solution.
A mixed matrix of 3H4NBA and 4-CHCA was prepared by the same method as in (a) above.
あらかじめ用意しておいた測定サンプル塗布を行ったマスプレート上に、3H4NBA溶液及び3H4NBAと4-CHCAとの混合溶液をそれぞれ添加し、乾燥させた後、MALDI-TOF型質量分析装置(AXIMA-CFR plus、島津製作所製)にて測定を行った。 A 3H4NBA solution and a mixed solution of 3H4NBA and 4-CHCA were added to the mass plate on which the measurement sample had been applied in advance, and after drying, a MALDI-TOF mass spectrometer (AXIMA-CFR plus, manufactured by Shimadzu Corporation).
このとき得られたMSスペクトルを、図3(b-1)及び図3(b-2)に示す。これらの図において、横軸は質量/電荷(m/z)、縦軸はイオンの相対強度(%)を表す。また、(b-1)は、マトリックスとして3H4NBAと4-CHCAとを混合して用いることによって得られたスペクトル、(b-2)は、マトリックスとして3H4NBAを用いることによって得られたスペクトルである。さらにこれらの図において矢印でマークされたピーク対は、NBS修飾されたペプチドのものであることを示している。それぞれのペアピークは、2つのラベル化試薬NBS Reagent (heavy)(2−ニトロ[13C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)とNBS Reagent (light)(2−ニトロ[12C6]ベンゼンスルフェニルクロリド)との質量差に相当する、m/z=6の差を有する。 The MS spectra obtained at this time are shown in FIGS. 3 (b-1) and 3 (b-2). In these figures, the horizontal axis represents mass / charge (m / z), and the vertical axis represents the relative intensity (%) of ions. In addition, (b-1) is a spectrum obtained by using 3H4NBA and 4-CHCA as a matrix and (b-2) is a spectrum obtained by using 3H4NBA as a matrix. Furthermore, the peak pairs marked with arrows in these figures indicate that they are of NBS-modified peptides. Each paired peak consists of two labeling reagents NBS Reagent (heavy) (2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride) and NBS Reagent (light) (2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride). M / z = 6, corresponding to a mass difference of
図3の(b-1)及び(b-2)のスペクトルを互いに比較してわかるように、NBS修飾ペプチドのペアピークが、(b-1)において、(b-2)よりも感度良く検出されている。このことは、マトリックスとして3H4NBA に4-CHCAをさらに混合することによって、より感度良く検出することができるということを示す。すなわち、3H4NBAの、「質量分析において疎水性試料の検出ができる」という特長はそのままに、さらに、4-CHCAの、「レーザーを当てる最適スポットを容易に探すことができる」状態で、「感度の良い測定をおこなうことができる」という特長が付加されたことが確認できた。すなわち、3H4NBAの特長である、「イオン化からイオンの検出までの時間が比較的長いイオントラップ型MALDI質量分析装置で測定してもサンプルの自己崩壊を抑制することができる」ことと、4-CHCAの特長である、「レーザーを当てる最適スポットを容易に探すことができる」状態で、「感度の良い測定をおこなうことができる」こととが同時に達成されたことが確認できた。 As can be seen by comparing the spectra of (b-1) and (b-2) in FIG. 3, the paired peaks of the NBS-modified peptide were detected with higher sensitivity in (b-1) than in (b-2). ing. This indicates that detection can be performed with higher sensitivity by further mixing 4-CHCA with 3H4NBA as a matrix. In other words, the characteristics of 3H4NBA that “can detect a hydrophobic sample in mass spectrometry” remain unchanged, and 4-CHCA can easily find the optimum spot to which a laser is applied. It was confirmed that the feature that “good measurement can be performed” was added. That is, the feature of 3H4NBA is that it can suppress self-disintegration of the sample even if it is measured with an ion trap MALDI mass spectrometer with a relatively long time from ionization to ion detection, and 4-CHCA It was confirmed that “the ability to make a highly sensitive measurement” was achieved at the same time in the state of “Easy to find the optimum spot to shine laser”.
Claims (11)
The solution of 3-hydroxy-4-nitrobenzoic acid and the solution of α-cyano-4-hydroxycinnamic acid are used in combination at a volume ratio of 1:10 to 10: 1. Method for measuring the peptide.
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