JP2009168695A - Three-dimensional structure prediction method, three-dimensional structure prediction program, and mass spectrometer - Google Patents
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Abstract
【課題】
質量分析装置を用いて、タンパク質やペプチドの立体構造の形成に重要な所定結合部位を予測し、立体構造情報の取得を実現する。
【解決手段】
質量分析の前処理法として、タンパク質またはペプチド試料に対して、立体構造の形成に重要な所定結合を切断する切断剤を添加して前処理を行い測定試料とする場合と、切断剤を添加せずに前処理を行い測定試料とする場合の2通りを行い、この2通りで処理した測定試料を質量分析装置で測定し、得られた測定データを比較解析することで、所定結合の部位を予測する。
【選択図】図1【Task】
By using a mass spectrometer, a predetermined binding site important for formation of a three-dimensional structure of a protein or peptide is predicted, and acquisition of three-dimensional structure information is realized.
[Solution]
As a pretreatment method of mass spectrometry, a cleaving agent that cleaves a predetermined bond important for the formation of a three-dimensional structure is added to a protein or peptide sample to prepare it as a measurement sample, and a cleaving agent is added. The measurement sample processed in the two ways is measured with a mass spectrometer, and the obtained measurement data is compared and analyzed to obtain a predetermined binding site. Predict.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、立体構造予測方法,立体構造予測プログラム及び質量分析装置に関し、特にタンパク質またはペプチドの立体構造解析と翻訳後修飾部位の解析に好適な技術に関する。 The present invention relates to a three-dimensional structure prediction method, a three-dimensional structure prediction program, and a mass spectrometer, and more particularly to a technique suitable for a three-dimensional structure analysis of proteins or peptides and a post-translational modification site.
質量分析のための一般的な前処理方法では、タンパク質やペプチドに含まれるシステイン残基間のジスルフィド結合を還元化する還元剤や水素結合を切断する変性剤などを添加することによって、タンパク質の立体構造を形成するために重要な結合を切断し、タンパク質分解酵素などによるタンパク質のペプチド断片化が効率良く進むよう処理する。そのため、得られる質量分析データにはタンパク質の立体構造情報は含まれていない。これに対し、非特許文献1では対象試料のジスルフィド結合を切断せずに質量分析し、対象試料のアミノ酸配列を基に構築したMS/MSスペクトルデータベースに対して、データベース検索してジスルフィド結合を予測する。 In general pretreatment methods for mass spectrometry, protein three-dimensionality is added by adding a reducing agent that reduces disulfide bonds between cysteine residues in proteins and peptides, or a denaturing agent that cleaves hydrogen bonds. A bond that is important for forming a structure is cleaved and processed so that peptide fragmentation of a protein by a proteolytic enzyme or the like proceeds efficiently. Therefore, the obtained mass spectrometry data does not include protein three-dimensional structure information. On the other hand, in Non-Patent Document 1, mass spectrometry is performed without breaking the disulfide bond of the target sample, and a database search is performed on the MS / MS spectrum database constructed based on the amino acid sequence of the target sample to predict the disulfide bond. To do.
タンパク質は、固有の立体構造をとることによって、生体中でそれぞれの機能を発揮することができる。そのため、生体中でタンパク質がどのような機能を果たすかを解明するためには、立体構造の解析が重要となる。 Proteins can exhibit their functions in living bodies by taking a unique three-dimensional structure. Therefore, in order to elucidate what function the protein performs in the living body, it is important to analyze the three-dimensional structure.
タンパク質の立体構造形成には、アミノ酸配列上で離れた位置に存在するシステイン残基間のジスルフィド結合や水素結合などが大きく影響する。また、機能発現のためには糖鎖やリン酸基などの翻訳後修飾が重要となっている。 The formation of the three-dimensional structure of a protein is greatly influenced by disulfide bonds and hydrogen bonds between cysteine residues that are present at distant positions on the amino acid sequence. For functional expression, post-translational modifications such as sugar chains and phosphate groups are important.
現在の質量分析装置では、前処理段階でタンパク質やペプチドの構造形成に重要な結合を決断するという処置を行うため、このような結合部位についての情報が失われ、立体構造を推測することができないという課題がある。さらに、前述の非特許文献1では、ジスルフィド結合に関する質量分析について述べているが、MS/MSスペクトルデータベースを構築する際に、構造予測する対象試料のアミノ酸配列が不明である場合を配慮されていない、またジスルフィド結合以外のタンパク質立体構造を形成するために重要な結合や翻訳後修飾部位の予測に対応していない、という課題がある。 In current mass spectrometers, the process of deciding important bonds for protein and peptide structure formation at the pre-processing stage is performed, so information about such binding sites is lost and the three-dimensional structure cannot be estimated. There is a problem. Furthermore, although the above-mentioned Non-Patent Document 1 describes mass spectrometry related to disulfide bonds, it is not considered when the amino acid sequence of the target sample whose structure is predicted is unknown when the MS / MS spectrum database is constructed. In addition, there is a problem that it does not correspond to the prediction of a bond or a post-translational modification site important for forming a protein three-dimensional structure other than a disulfide bond.
本発明の1つの目的は、立体構造形成に重要な結合を保ったままの試料を質量分析し、得られたデータから結合部位や翻訳後修飾部位を予測し、立体構造情報の取得を実現することである。 One object of the present invention is to mass-analyze a sample while maintaining an important bond for formation of a three-dimensional structure, predict a binding site and post-translational modification site from the obtained data, and realize acquisition of three-dimensional structure information. That is.
本発明の1つの特徴は、立体構造形成に重要な結合または翻訳後修飾部位の結合を切断する切断剤を添加する第1の方法を用いて質量分析して得られた第1のデータファイルと、前述の切断剤を添加しない第2の方法を用いて質量分析して得られた第2のデータファイルを比較解析する方法にある。これにより、タンパク質またはペプチドの立体構造形成に重要な結合の部位や、翻訳後修飾の部位を質量分析装置で予測する方法を実現するものである。 One feature of the present invention is that a first data file obtained by mass spectrometry using a first method of adding a cleaving agent that cleaves a bond important for conformation formation or a bond at a post-translational modification site, and In the method of comparative analysis of the second data file obtained by mass spectrometry using the second method in which the above-mentioned cleavage agent is not added. This realizes a method for predicting a binding site important for the formation of a three-dimensional structure of a protein or peptide and a post-translational modification site by a mass spectrometer.
本発明の他の特徴は、(1)立体構造解析方法において、前記第1の方法と前記第2の方法で前処理し、それぞれの試料を質量分析装置で測定することにより、タンパク質やペプチドの立体構造情報を得るものである。 Another feature of the present invention is that (1) in the three-dimensional structure analysis method, pretreatment is performed by the first method and the second method, and each sample is measured by a mass spectrometer, so that proteins and peptides can be analyzed. Three-dimensional structure information is obtained.
本発明のその他の特徴は、(2)立体構造解析プログラムにおいて、前記第1の方法で前処理した試料の質量分析データをデータベース検索して、アミノ酸配列を同定する。同定されたアミノ酸配列から、立体構造形成に重要な結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドが結合を形成するとしたときの質量、または翻訳後修飾されるアミノ酸残基を含むペプチドが翻訳後修飾されるとしたときの質量を求める。この質量を、第2の方法で前処理した試料の質量分析データと比較し、一致する質量を探索することで、立体構造に重要な結合を形成する部位、または翻訳後修飾される部位を予測するものである。 Another feature of the present invention is that (2) a three-dimensional structure analysis program searches a database of mass spectrometry data of a sample preprocessed by the first method to identify an amino acid sequence. From the identified amino acid sequence, the mass when an amino acid residue involved in a bond important for three-dimensional structure formation forms a bond, or the peptide containing an amino acid residue that is post-translationally modified is post-translationally modified Find the mass when. Comparing this mass with the mass spectrometry data of the sample pretreated by the second method, and searching for a matching mass, predicts a site that forms an important bond in the three-dimensional structure or a site that is post-translationally modified To do.
本発明の1つの態様によれば、質量分析データから、タンパク質またはペプチドの立体構造形成に重要な結合の部位や、翻訳後修飾部位を予測することが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to predict a binding site or post-translational modification site important for the formation of a three-dimensional structure of a protein or peptide from mass spectrometry data.
また、本発明の他の態様によれば、複雑な処理や条件検討をせずに簡便にタンパク質の構造を解析することが可能となり、今まで困難であったタンパク質の構造や機能の解明に貢献できる。 In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to easily analyze the structure of a protein without complicated processing and examination of conditions, which contributes to the elucidation of the structure and function of a protein that has been difficult until now. it can.
本発明の実施形態の一例を、図1から図8を用いて説明する。 An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施形態の処理の流れを示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing a flow of processing according to the embodiment of the present invention.
試料(タンパク質またはペプチド)101を2通りの方法で前処理102を行う。1つは、切断剤を添加して所定結合を切断する第1の方法である。もう1つは、切断剤を添加せずに所定結合を切断しない第2の方法である。この2通りで前処理を行い、ペプチド断片化する。この2通りで処理した試料を質量分析103し、それぞれの測定データとして、第1のデータファイルと第2のデータファイルを得る。この第1のデータファイルと第2のデータファイルを比較解析処理104することで、予測された所定結合部位105の情報を得る。以下、各段階について詳細に説明する。
Sample (protein or peptide) 101 is pretreated 102 by two methods. One is a first method of cleaving a predetermined bond by adding a cleaving agent. The other is a second method in which a predetermined bond is not cleaved without adding a cleaving agent. Pretreatment is performed in these two ways, and the peptide is fragmented. The sample processed in the two ways is subjected to
1.前処理
図2は、本発明の実施形態の前処理の一例を示す概略図である。
1. Pre-processing FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of pre-processing according to the embodiment of the present invention.
図2左側の左フローは、第1の方法を表しており、クロマトグラフ質量分析装置の通常の前処理方法と同じである。タンパク質またはペプチドである試料201に、切断剤を添加する切断剤の添加処理202を行い、所定結合を切断後、タンパク質試料の場合は酵素消化処理203を行うことにより、ペプチド断片化し、測定試料204とする。
The left flow on the left side of FIG. 2 represents the first method and is the same as the normal pretreatment method of the chromatograph mass spectrometer. A
図2右側の右フローは、第2の方法を表しており、所定結合を切断しない前処理方法である。タンパク質またはペプチドである試料201に、タンパク質試料の場合は酵素消化処理203して、測定試料204とする。
The right flow on the right side of FIG. 2 represents the second method, which is a preprocessing method that does not break the predetermined bond. In the case of a protein sample, the
2.質量分析
図3は、本発明の実施形態のクロマトグラフ質量分析装置の構成例を示す概略図である。
2. Mass Spectrometry FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a chromatographic mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.
前処理後の測定試料301を、液体クロマトグラフ部302の分離カラム303を用い、吸着・分配などの相互作用によって、ペプチド成分が保持時間に従って分離される。そして、質量分析装置本体304のイオン源305でイオン化後、質量分離装置306で質量分離されて検出器307で質量数とその信号強度が検出される。この検出データを、コンピュータを有するデータ処理装置308に取り込み、各ペプチドフラグメントの保持時間,質量対電荷比m/z(mはイオン質量、zはイオンの荷数),信号強度の情報を含む測定データが得られる。質量分離装置306は、図で示したイオントラップ方式の他、磁場型・四重極型・飛行時間型などの質量分離を行う装置であってもよい。
The pretreated
3.データ解析
図4は、本発明の実施形態における測定データの比較解析の説明図である。
3. Data Analysis FIG. 4 is an explanatory diagram of the comparative analysis of measurement data in the embodiment of the present invention.
第1の方法で前処理した試料の測定データである第1のデータファイル401について、既存のデータベース検索ソフトウェアを用いてデータベース検索402し、ペプチドのアミノ酸配列の同定403を行う。そして、同定されたペプチドのアミノ酸配列から所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドの抽出404を行う。この抽出したペプチドが所定結合を形成すると仮定したときの質量対電荷比を算出し、第1の質量対電荷比リストの作成405を行う。
The
一方、第2の方法で前処理した試料の測定データである第2のデータファイル406から、第2の質量対電荷比リストの作成407を行う。この第2の質量対電荷比リストと、第1の質量対電荷比リストの作成405で作成した第1の質量対電荷比リストの質量対電荷比を比較する質量対電荷比の比較処理408を行う。そして、一致する質量対電荷比の抽出409を行う。これにより、所定結合を形成するアミノ酸残基の予測410を行う。このようにして、所定結合を形成するアミノ酸残基を同定することによって、タンパク質またはペプチドの立体構造を予測することが可能となる。図4の符号404,405,408,409,410の各段階について、図5,図6で更に詳細に説明する。
On the other hand, a second mass-to-charge ratio list is created 407 from the
図5は、図4に示す比較解析の詳細を表す図である。第1のデータファイル501をデータベース検索してペプチドのアミノ酸配列を同定して得られた結果であるデータベース検索によるペプチドのアミノ酸配列の同定結果502から、所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドPiとペプチドPjが、所定結合を形成すると仮定したときの質量M(Pi,j)503を求める。この質量M(Pi,j)503について、電荷z=2,3,4,5のときの質量対電荷比を算出して質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/z(z=2,3,4,5)504とする。この質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/z(z=2,3,4,5)504と、第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/zn505とを比較する比較処理506を実行する。比較処理506では、m/znに対して、±1.0以内で一致するM(Pi,j)/zがある場合(図中YES)、このPiとPjの所定結合に関わるアミノ酸残基の間で所定結合が形成されるとの予測結果507を得る。
FIG. 5 is a diagram showing details of the comparative analysis shown in FIG. From the
図6は、図5に示す比較解析の詳細を記号で記載した図である。符号601は、所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドPiとPjが所定結合を形成すると仮定したときの質量M(Pi,j)を示し、ペプチドの総当りの組合せで質量を求める。符号602は、電荷z=2,3,4,5のときの質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/zであり、符号603は、第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/znである。そして、電荷z=2,3,4,5のときの質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/z602と第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/zn603とを比較することとなる。
FIG. 6 is a diagram showing details of the comparative analysis shown in FIG. 5 by symbols.
以下に本発明の実施例1について図面を用いて説明する。 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1として、ウシ血清アルブミン(BSA)の立体構造形成に重要な役割を果たすジスルフィド(S−S)結合部位の同定する場合を挙げる。図7において、アミノ酸配列701は、ウシ血清アルブミン(BSA)のアミノ酸配列であり、35個のシステイン残基を含んでいる。ウシ血清アルブミンのジスルフィド結合部位を示す符号702では、34個のシステイン残基によって17ヶ所のS−S結合が形成されていることを示している。
As Example 1, a case of identifying a disulfide (SS) binding site that plays an important role in the formation of a three-dimensional structure of bovine serum albumin (BSA) will be described. In FIG. 7, an
まず、実施例1における前処理について説明する。前処理における第1の方法では、S−S結合を切断する切断剤として、還元剤であるジチオスレイトール添加する。還元化されチオール基となったシステイン残基のを、ヨードアセトアミドによってアルキル化する。そして、トリプシンなどのタンパク質分解酵素を用いて、BSAをペプチド断片化する。これを調製して測定試料とする。第2の方法では、切断剤を添加せずにタンパク質分解酵素でペプチド断片化した後に、これを調製して測定試料とする。 First, preprocessing in the first embodiment will be described. In the first method in the pretreatment, dithiothreitol as a reducing agent is added as a cleaving agent for cleaving the SS bond. The cysteine residue that has been reduced to a thiol group is alkylated with iodoacetamide. Then, BSA is peptide fragmented using a proteolytic enzyme such as trypsin. This is prepared as a measurement sample. In the second method, peptide fragmentation is performed with a proteolytic enzyme without adding a cleaving agent, and this is prepared as a measurement sample.
この2種の試料を、nanoLC/IT−TOF(ナノ液体クロマトグラフ/イオントラップ−飛行時間型)質量分析装置(NanoFrontierL(日立ハイテク))によって質量分析し、測定データとして、第1のデータファイルと第2のデータファイルを得る。 The two types of samples were subjected to mass analysis using a nanoLC / IT-TOF (nano liquid chromatograph / ion trap-time-of-flight type) mass spectrometer (NanoFrontierL (Hitachi High-Tech)). Obtain a second data file.
次にデータ解析について説明する。第1のデータファイルをデータベース検索ソフトウェアMascotで検索する。この結果、システイン残基32個を含む23のペプチド断片のアミノ酸配列が同定される。確認として、第2のデータファイルをMascot検索したところ、システイン残基を含むペプチド断片は同定されず、S−S結合が切断されていないことが検証される。 Next, data analysis will be described. The first data file is searched with database search software Mascot. As a result, the amino acid sequences of 23 peptide fragments containing 32 cysteine residues are identified. As confirmation, a Mascot search of the second data file revealed that no peptide fragment containing a cysteine residue was identified and that the SS bond was not cleaved.
データベース検索の結果得られた23のペプチド断片について、総当りの組合せでS−S結合を形成したときの質量M(Pi,j)を算出する。このM(Pi,j)から、z=2,3,4,5のときの質量対電荷比M(Pi,j)/zを算出する。 For the 23 peptide fragments obtained as a result of the database search, the mass M (P i, j ) when SS bonds are formed in a brute force combination is calculated. From this M (P i, j ), the mass-to-charge ratio M (P i, j ) / z when z = 2, 3, 4, 5 is calculated.
この第1のデータファイルから算出したM(Pi,j)/zと、第2のデータファイルのうち信号強度が500以上になるm/znとを比較して、この差が±1.0以内にあるものを抽出する。そして、抽出されたM(Pi,j)/zの値をもつペプチドPiとPjのシステイン間で、S−S結合を形成していると予測される。 M (P i, j ) / z calculated from the first data file is compared with m / z n having a signal intensity of 500 or more in the second data file, and the difference is ± 1. Extract those that are within 0. Then, it is predicted that an SS bond is formed between the extracted cysteines of peptides P i and P j having a value of M (P i, j ) / z.
図8に、BSAのジスルフィド結合部位を予測するときのデータの一例を示す。ウシ血清アルブミンの第1のデータファイルから算出される質量対電荷比M(Pi,j)/zの一例801として、ウシ血清アルブミンの第1のデータファイルから同定された質量1033.5のペプチドPiと質量1493.6のペプチドPjが、ジスルフィド結合を形成すると仮定するとその質量は2357.0と算出され、この質量対電荷比M(Pi,j)/zはz=5のとき472.4となることを示す。 FIG. 8 shows an example of data for predicting the disulfide bond site of BSA. As an example 801 of the mass-to-charge ratio M (P i, j ) / z calculated from the first data file of bovine serum albumin, the peptide of mass 1033.5 identified from the first data file of bovine serum albumin Assuming that P i and peptide P j of mass 1493.6 form a disulfide bond, its mass is calculated to be 2357.0, and this mass-to-charge ratio M (P i, j ) / z is z = 5 472.4.
ウシ血清アルブミンの第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/znの一例802に示すように、ウシ血清アルブミンの第2のデータファイルにm/zn473.3345があるため、このペプチドPiとPjはS−S結合を形成すると予測される。 This is because the second data file for bovine serum albumin has m / z n 473.3345 as shown in Example 802 of the mass-to-charge ratio m / z n obtained from the second data file for bovine serum albumin. Peptides P i and P j are predicted to form SS bonds.
ウシ血清アルブミンの114番目のシステイン残基と125番目のシステイン残基はジスルフィド結合を形成していることを示すチャート803に示すように、ペプチドPiの125番目のシステイン残基と、ペプチドPjの114番目のシステイン残基は、実際にS−S結合を形成しており、本発明が有効であることが示される。
As shown in
以上より、本発明によって、タンパク質またはペプチドの立体構造を簡便に予測できるようになり、質量分析装置でタンパク質やペプチドの質量や一次構造だけでなく、二次構造や三次構造まで解析できるようになるという効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the three-dimensional structure of a protein or peptide can be easily predicted, and not only the mass or primary structure of a protein or peptide but also a secondary structure or tertiary structure can be analyzed by a mass spectrometer. The effect is obtained.
本明細書の開示の一例を以下列挙すると、
1.タンパク質またはペプチドを有する試料について切断剤を添加して所定結合を切断して処理する第1の工程と、前記試料について前記切断剤を添加しないで所定結合を残したまま処理する第2の工程とを有する前処理工程と、前記第1の工程で得られた測定試料と前記第2の工程で得られた測定試料に関する質量分析データを比較することで所定結合の部位を予測する工程と、を有することにより立体構造を予測する立体構造予測方法。
An example of the disclosure of this specification is listed below:
1. A first step in which a cleaving agent is added to a sample having a protein or peptide to cleave and process a predetermined bond; and a second step in which the cleaved agent is not added to the sample and the predetermined bond remains. And a step of predicting a predetermined binding site by comparing mass spectrometry data relating to the measurement sample obtained in the first step and the measurement sample obtained in the second step. A three-dimensional structure prediction method for predicting a three-dimensional structure by having the structure.
2.上記1.において、前記所定結合は、タンパク質またはペプチドが立体構造を形成するための重要な結合、または翻訳後修飾部位における結合であり、前記切断剤は、前記所定結合を解離させる物質であることを特徴とする立体構造予測方法。 2. Above 1. Wherein the predetermined bond is an important bond for a protein or peptide to form a three-dimensional structure, or a bond at a post-translational modification site, and the cleavage agent is a substance that dissociates the predetermined bond. 3D structure prediction method.
3.上記2.において、前記タンパク質またはペプチドが立体構造を形成するための重要な結合とは、ジスルフィド結合,水素結合,イオン結合,疎水性相互作用であり、翻訳後修飾部位における結合とは、リン酸化部位や糖鎖修飾部位などであり、前記所定結合を解離させる物質とは、ジスルフィド結合に対して還元性を示す物質や水素結合を切断する変性剤などであることを特徴とする立体構造予測方法。 3. 2. The important bonds for forming a three-dimensional structure of the protein or peptide are disulfide bonds, hydrogen bonds, ionic bonds, and hydrophobic interactions. The bonds at the post-translational modification site are phosphorylation sites and sugars. The method for predicting a three-dimensional structure, wherein the substance that is a chain modification site and the like and dissociates the predetermined bond is a substance that exhibits a reducing property with respect to a disulfide bond, a denaturant that cleaves a hydrogen bond, or the like.
4.タンパク質またはペプチドを有する試料について切断剤を添加して所定結合を切断して処理する第1の工程を用いて得られる測定試料の質量分析データから同定された、前記所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドの質量を基に、2つ以上のペプチドの前記所定結合に関わるアミノ酸残基間でジスルフィド結合を形成しているときに観測される予測質量を算出する手順と、前記予測質量と前記試料について前記切断剤を添加しないで所定結合を残したまま処理する第2の工程を用いて得られる測定試料の質量分析データを比較して一致する質量があるかを探索する手順を、コンピュータに実行させる立体構造予測プログラム。 4). An amino acid residue related to the predetermined binding identified from the mass spectrometry data of the measurement sample obtained by using the first step of cleaving a predetermined bond and processing the sample having a protein or peptide by adding a cleavage agent A procedure for calculating a predicted mass observed when a disulfide bond is formed between amino acid residues involved in the predetermined bond of two or more peptides based on the mass of the peptide containing the predicted mass and the sample The computer is subjected to a procedure for comparing the mass spectrometric data of the measurement sample obtained by using the second step of processing without adding the cleaving agent and leaving a predetermined bond and searching for a matching mass. 3D structure prediction program
5.上記4.において、前記プログラムとは、前記所定結合の部位を予測することにより立体構造を予測することを特徴とする立体構造予測プログラム。 5). 4. above. The three-dimensional structure prediction program according to claim 1, wherein the program predicts a three-dimensional structure by predicting the predetermined binding site.
6.試料を成分に分離し、その分離された成分をイオン化して質量を分析する質量分析部と、前記質量分析部からの分析データを処理するデータ処理部を有する質量分析装置において、タンパク質またはペプチドを有する試料について切断剤を添加して所定結合を切断して処理する第1の工程を用いて得られる測定試料を質量分析した結果を第1のデータファイルとする処理と、前記試料について前記切断剤を添加しないで所定結合を残したまま処理する第2の工程を用いて得られる測定試料を質量分析した結果を第2のデータファイルとする処理と、を実行することを特徴とする質量分析装置。 6). In a mass spectrometer having a mass analysis unit for separating a sample into components, ionizing the separated components to analyze mass, and a data processing unit for processing analysis data from the mass analysis unit, a protein or peptide A process in which a sample obtained by mass spectrometry of a measurement sample obtained by using a first step of cutting and processing a predetermined bond by adding a cutting agent to a sample having a first data file; and the cutting agent for the sample And a process of using a second data file as a result of mass spectrometry of a measurement sample obtained using the second step of processing without adding a predetermined bond and leaving a predetermined bond. .
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で、種々変形可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
101 試料(タンパク質またはペプチド)
102 前処理
103 質量分析
104 比較解析処理
105 予測された所定結合部位
201 試料
202 切断剤の添加処理
203 酵素消化処理
204 測定試料
301 前処理後の測定試料
302 液体クロマトグラフ部
303 分離カラム
304 質量分析装置本体
305 イオン源
306 質量分離装置
307 検出器
308 データ処理装置
401 第1の方法で前処理した試料の測定データである第1のデータファイル
402 データベース検索
403 ペプチドのアミノ酸配列の同定
404 所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドの抽出
405 第1の質量対電荷比リストの作成
406 第2の方法で前処理した試料の測定データである第2のデータファイル
407 第2の質量対電荷比リストの作成
408 質量対電荷比の比較処理
409 一致する質量対電荷比の抽出
410 所定結合を形成するアミノ酸残基の予測
501 第1のデータファイル
502 データベース検索によるペプチドのアミノ酸配列の同定結果
503 質量M(Pi,j)
504 質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/z(z=2,3,4,5)
505 第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/zn
506 比較処理
507 予測結果
601 所定結合に関わるアミノ酸残基を含むペプチドPiとPjが所定結合を形成すると仮定したときの質量M(Pi,j)
602 電荷z=2,3,4,5のときの質量対電荷比の計算値M(Pi,j)/z
603 第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/zn
701 アミノ酸配列
702 ウシ血清アルブミンのジスルフィド結合部位
801 ウシ血清アルブミンの第1のデータファイルから算出される質量対電荷比M(Pi,j)/zの一例
802 ウシ血清アルブミンの第2のデータファイルから得られる質量対電荷比m/znの一例
803 ウシ血清アルブミンの114番目のシステイン残基と125番目のシステイン残
基はジスルフィド結合を形成していることを示すチャート
101 samples (protein or peptide)
102
504 Calculated mass-to-charge ratio M (P i, j ) / z (z = 2, 3, 4, 5)
505 Mass to charge ratio obtained from the second data file m / z n
506
602 Calculated value of mass-to-charge ratio when charge z = 2, 3, 4, 5 M (P i, j ) / z
603 Mass to charge ratio obtained from the second data file m / z n
701
Claims (6)
前記第1の工程で得られた測定試料と前記第2の工程で得られた測定試料に関する質量分析データを比較することで所定結合の部位を予測する工程と、
を有することにより立体構造を予測する立体構造予測方法。 A first step in which a cleaving agent is added to a sample having a protein or peptide to cleave and process a predetermined bond; and a second step in which the cleaved agent is not added to the sample and the predetermined bond remains. A pretreatment step comprising:
Predicting a predetermined binding site by comparing mass spectrometry data relating to the measurement sample obtained in the first step and the measurement sample obtained in the second step;
A three-dimensional structure prediction method for predicting a three-dimensional structure by having
前記所定結合は、タンパク質またはペプチドが立体構造を形成するための重要な結合、または翻訳後修飾部位における結合であり、前記切断剤は、前記所定結合を解離させる物質であることを特徴とする立体構造予測方法。 In claim 1,
The predetermined bond is an important bond for a protein or peptide to form a three-dimensional structure, or a bond at a post-translational modification site, and the cleavage agent is a substance that dissociates the predetermined bond. Structure prediction method.
前記タンパク質またはペプチドが立体構造を形成するための重要な結合とは、ジスルフィド結合,水素結合,イオン結合,疎水性相互作用であり、翻訳後修飾部位における結合とは、リン酸化部位や糖鎖修飾部位などであり、前記所定結合を解離させる物質とは、ジスルフィド結合に対して還元性を示す物質や水素結合を切断する変性剤などであることを特徴とする立体構造予測方法。 In claim 2,
The important bonds for the protein or peptide to form a three-dimensional structure are disulfide bonds, hydrogen bonds, ionic bonds, and hydrophobic interactions, and the bonds at the post-translational modification site are phosphorylation sites and sugar chain modifications. The method for predicting a three-dimensional structure, wherein the substance that is a site or the like and dissociates the predetermined bond is a substance that exhibits reducibility with respect to a disulfide bond or a denaturant that cleaves a hydrogen bond.
前記予測質量と前記試料について前記切断剤を添加しないで所定結合を残したまま処理する第2の工程を用いて得られる測定試料の質量分析データを比較して一致する質量があるかを探索する手順を、コンピュータに実行させる立体構造予測プログラム。 An amino acid residue related to the predetermined binding identified from the mass spectrometry data of the measurement sample obtained by using the first step of cleaving a predetermined bond and processing the sample having a protein or peptide by adding a cleavage agent A procedure for calculating a predicted mass observed when a disulfide bond is formed between amino acid residues involved in the predetermined bond of two or more peptides, based on the mass of the peptide containing;
Compare the predicted mass with the mass analysis data of the measurement sample obtained using the second step of processing the sample without adding the cleaving agent and leaving a predetermined bond, and search for a matching mass. A three-dimensional structure prediction program for causing a computer to execute a procedure.
前記プログラムとは、前記所定結合の部位を予測することにより立体構造を予測することを特徴とする立体構造予測プログラム。 In claim 4,
The program is a three-dimensional structure prediction program that predicts a three-dimensional structure by predicting the site of the predetermined bond.
タンパク質またはペプチドを有する試料について切断剤を添加して所定結合を切断して処理する第1の工程を用いて得られる測定試料を質量分析した結果を第1のデータファイルとする処理と、
前記試料について前記切断剤を添加しないで所定結合を残したまま処理する第2の工程を用いて得られる測定試料を質量分析した結果を第2のデータファイルとする処理と、を
実行することを特徴とする質量分析装置。 In a mass spectrometer having a mass analysis unit for separating a sample into components, ionizing the separated component to analyze mass, and a data processing unit for processing analysis data from the mass analysis unit,
A process of adding a cleaving agent to a sample having a protein or peptide and cleaving a predetermined bond to process the first measurement step obtained by mass spectrometry of a measurement sample obtained using the first step;
Performing a process of using a second sample data file as a result of mass spectrometry of a measurement sample obtained using the second step of processing the sample without adding the cleaving agent and leaving a predetermined bond. Characteristic mass spectrometer.
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|---|---|---|---|---|
| JP2018206374A (en) * | 2017-05-19 | 2018-12-27 | 富士通株式会社 | System and method for discovering predicted site-specific protein phosphorylation candidates |
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|---|---|---|---|---|
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| JP7155604B2 (en) | 2017-05-19 | 2022-10-19 | 富士通株式会社 | Systems and methods for discovery of predicted site-specific protein phosphorylation candidates |
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