JPWO2014010700A1 - Amino compound and its sensitive mass spectrometry method and biomarker assay method - Google Patents

Amino compound and its sensitive mass spectrometry method and biomarker assay method Download PDF

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Abstract

耐糖能異常の診断に有用な、最終糖化産物を始めとする糖化タンパク質分解物誘導体の誘導体化されたアミノ酸誘導体およびペプチド等のアミノ化合物、ならびにその迅速、高感度かつ高精度な定量が可能な質量分析方法およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供すること。本発明は、特に、質量分析に好適な誘導体化された新規な糖化タンパク質分解物誘導体を提供する。また、本発明に係るアミノ酸誘導体およびペプチド等のアミノ化合物の高感度質量分析方法は、アミノ酸誘導体またはペプチドのN末端アミノ基とトリニトロフェニル化剤またはその他の誘導体化剤とを反応させ、前記N末端アミノ基を誘導体化する工程と、N末端アミノ基が誘導体化されたアミノ酸誘導体またはペプチドを質量分析する工程を有する。さらに、本発明は、得られた質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行う工程を有するバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。Amino acid derivatives such as final glycation products and amino acid derivatives such as peptides, which are useful for diagnosing abnormal glucose tolerance, and amino compounds such as peptides, and mass capable of rapid, sensitive, and accurate quantification To provide an analysis method and a biomarker assay method using the same. The present invention provides a novel derivatized glycated protein degradation product derivative particularly suitable for mass spectrometry. In addition, the high-sensitivity mass spectrometry method for amino compounds such as amino acid derivatives and peptides according to the present invention comprises reacting the N-terminal amino group of an amino acid derivative or peptide with a trinitrophenylating agent or other derivatizing agent, A step of derivatizing the terminal amino group, and a step of mass spectrometry of the amino acid derivative or peptide in which the N-terminal amino group is derivatized. Furthermore, the present invention provides a biomarker assay method comprising a step of quantifying a biomarker concentration in a biological sample using the obtained mass spectrum intensity data.

Description

本発明は、アミノ化合物およびその高感度質量分析方法ならびにバイオマーカーのアッセイ方法に関する。更に詳しくは、最終糖化産物を始めとするアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物およびその塩、ならびにこのアミノ化合物を迅速に高感度かつ高精度で定量が可能な質量分析方法、およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法に関するものである。   The present invention relates to an amino compound, a high-sensitivity mass spectrometry method thereof, and a biomarker assay method. More specifically, an amino compound obtained by derivatization of an amino acid derivative such as a final saccharified product and a nitrobenzene compound and a salt thereof, and a mass spectrometric method capable of quantifying the amino compound quickly with high sensitivity and high accuracy , And a biomarker assay method using the same.

糖尿病は、血糖値が病的に高い状態をいうが、血糖値の異常に起因する急性症状以外に、高血糖状態が長期間継続することに伴い、種々の臓器が障害を受け、糖尿病慢性期合併症を発症すると、治療が非常に困難になるため、早期に発症を診断し、生活習慣の改善、経口血糖降下薬の投与、インスリン注射等の処置を開始することが重要である。   Diabetes is a condition in which the blood sugar level is pathologically high. In addition to acute symptoms caused by abnormal blood sugar levels, various organs are damaged as hyperglycemia continues for a long period of time. When complications develop, it becomes very difficult to treat, so it is important to diagnose the onset at an early stage and start treatment such as lifestyle improvement, oral hypoglycemic drug administration, and insulin injection.

しかし、生活習慣病を主因とする糖尿病患者数は年々増加の一途を辿っており、厚生労働省の推計では900万人を超えるのはもはや時間の問題と言われている。その糖尿病患者数に加えて、いわゆる糖尿病予備軍が1000万人以上いると推定されることから、糖尿病疾患患者数は近い将来激増することは想像に難くない。しかしながら、実際に糖尿病の治療を受けている患者はわずか300万人足らずであり、また十分な診断を受けずに放置して治療が遅れたために腎症に至る患者が、毎年1万人ずつ増加し続けているのが現状である。その上、糖尿病の患者の約半数は心筋梗塞や脳梗塞等の虚血性疾患で死亡していることを考え合わせると、糖尿病とその合併症、ならびにいわゆる隠れ糖尿病(糖尿病前症)に対する対策は、医療経済からしても極めて重要である。とりわけ、健康診断の血糖値測定のみでは判定が極めて困難な潜在的糖尿病予備軍である糖尿病前症に対する対策、つまり早期診断方法と治療システムの確立は急務である。   However, the number of diabetic patients, mainly caused by lifestyle-related diseases, has been increasing year by year. According to estimates by the Ministry of Health, Labor and Welfare, over 9 million people are no longer a matter of time. In addition to the number of diabetic patients, it is estimated that there are more than 10 million so-called diabetic reserves, so it is not difficult to imagine that the number of diabetic patients will increase dramatically in the near future. However, only 3 million patients are actually undergoing treatment for diabetes, and the number of patients who suffer from nephropathy due to delay in treatment without sufficient diagnosis increases by 10,000 each year. This is the current situation. In addition, considering that about half of all diabetic patients die from ischemic diseases such as myocardial infarction and cerebral infarction, measures against diabetes and its complications, and so-called hidden diabetes (prediabetes), It is extremely important from the medical economy. In particular, there is an urgent need to establish a countermeasure for prediabetes, which is a potential diabetic army that is extremely difficult to determine only by measuring blood glucose levels in health examinations, that is, an early diagnosis method and a treatment system.

しかも、近年、糖尿病前症の中でも、空腹時血糖値(FPG)は正常であるのに、耐糖能障害(IGT)のために食後血糖値が極端に高くなり、これにより心血管障害を引き起こす患者が増加していることが指摘されている。このため、米国糖尿病学会や世界保健機構は、糖尿病前症をれっきとした疾患と定め、生活習慣の質的改善と薬物治療による糖尿病前症のIGT改善の重要性を唱えている。前述したように、このような糖尿病前症といわれる患者は、日本でも、推定1000万人を超えていると考えられるところから、糖尿病前症に対する予防ならびに治療対策は極めて重要である。   Moreover, in recent years, among prediabetes patients, fasting blood glucose level (FPG) is normal, but postprandial blood glucose level becomes extremely high due to impaired glucose tolerance (IGT), thereby causing cardiovascular disorder It is pointed out that there is an increase. For this reason, the American Diabetes Association and the World Health Organization define pre-diabetes as a prevalent disease and advocate the importance of improving quality of life and improving IGT of pre-diabetes by drug treatment. As described above, such prediabetic patients are estimated to exceed an estimated 10 million people in Japan. Therefore, prevention and treatment measures for prediabetes are extremely important.

日本糖尿病学会では、糖尿病前症や糖尿病の診断基準として、一次健康診断では空腹時血糖値(FPG)、また二次健康診断では経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)の実施を指導してきた。糖尿病前症患者の耐糖能障害は、一次健康診断のFPG検査やグリコヘモグロビン(HbA1c)検査だけでは正確に診断することが困難であるところから、一次健康診断で糖尿病前症が疑われる被検者に対しては、OGTTの二次健康診断の受診を勧められている。しかしながら、このOGTTは、被験者の長い拘束時間や簡便性に欠けている上に、糖(グルコース)負荷という身体的負担を課するとともに急激な血糖値上昇等の危険が伴う等の問題があり、一般の健康診断での血液検査による血糖値検査法のように普及していないのが実情である。その結果、潜在的な糖尿病前症の多くが、OGTTの二次健康診断の受診を怠ってしまい、糖尿病やその合併症を自覚することなく未治療のまま真性の糖尿病に進行し、さらに重篤な合併症を発症するか、または腎透析を余儀なくされるに至っている。   The Japan Diabetes Society has guided the implementation of fasting blood glucose (FPG) in the primary health checkup and oral glucose tolerance test (OGTT) in the secondary health checkup as diagnostic criteria for prediabetes and diabetes. Glucose intolerance in pre-diabetic patients is difficult to accurately diagnose only by the FPG test and glycated hemoglobin (HbA1c) test in the primary health checkup. Is recommended to take a secondary health checkup for OGTT. However, this OGTT lacks the subject's long restraint time and convenience, and also has a problem such as imposing a physical burden of sugar (glucose) load and accompanying danger such as a rapid increase in blood glucose level, The reality is that it is not as widespread as the blood glucose testing method by blood tests in general health examinations. As a result, many potential prediabetics have failed to undergo a second OGTT health checkup, progressing to true diabetes without being aware of diabetes or its complications, and more severe Complications or necessitating renal dialysis.

一次健康診断では、通常、空腹時血糖(FPG)、随時血糖あるいはグリコヘモグロビン(HbA1c)を判定指標とした検査が実施されていて、FPG値が100mg/dL以上、またはHbA1c値が5.2%以上であれば、インスリン抵抗性もしくはそれによるIGTの疑いありと診断されている。しかし、インスリン抵抗性によるIGTは、食後高血糖が主たる初期変化として現れてくることから、従来の一次健康診断で使用されているいずれの指標も精度の点で不十分と言わざるを得ず、従来の一次健康診断法は、糖尿病前症の早期診断としては利用することができない。   In the primary health examination, a test is usually performed using fasting blood glucose (FPG), occasional blood glucose or glycated hemoglobin (HbA1c) as a determination index, and the FPG value is 100 mg / dL or higher, or the HbA1c value is 5.2%. If it is above, it is diagnosed that there is a suspicion of insulin resistance or IGT caused by it. However, since IGT due to insulin resistance appears as a major initial change after postprandial hyperglycemia, it is necessary to say that any index used in the conventional primary health check is insufficient in terms of accuracy, Conventional primary health checkup methods cannot be used as an early diagnosis of prediabetes.

そこで、現実的には、一次健康診断において、これらの指標を用いてインスリン抵抗性あるいはIGTが疑われる被検者に対して、二次健康診断あるいはそれ以降の健康診断で75g経口ブドウ糖負荷試験(75g OGTT)、血中インスリン、HOMA−R等の検査により、インスリン抵抗性もしくはIGTが陽性であるかどうかを検査して、糖尿病前症の確定診断がなされている。これらの検査は、当然のことながら費用も手間もかかることになる。   Therefore, in reality, in a primary health checkup, a subject who is suspected of having insulin resistance or IGT using these indexes is subjected to a 75 g oral glucose tolerance test (secondary health checkup or subsequent health checkup ( 75 g OGTT), blood insulin, HOMA-R and the like are tested to determine whether insulin resistance or IGT is positive, and a definitive diagnosis of prediabetes has been made. Of course, these inspections are expensive and troublesome.

そこで、もし一次健康診断で用いた同じ血糖測定用採血サンプルでOGTTと同等の精度で糖尿病前症の診断を確定できる方法があれば、糖尿病前症患者の検出率は飛躍的に向上するとともに、二次健康診断でのOGTT検査は不要となり、世界保健機構等が提唱する糖尿病前症の早期診断ならびに治療による糖尿病化阻止戦略を強力に推し進めることが可能となる。   Therefore, if there is a method that can confirm the diagnosis of prediabetes with the same accuracy as OGTT with the same blood sample for blood glucose measurement used in the primary health checkup, the detection rate of prediabetic patients will improve dramatically, The OGTT test in the secondary health checkup is unnecessary, and it is possible to strongly promote the strategy for preventing diabetes by early diagnosis and treatment of prediabetes proposed by the World Health Organization.

他方、近年、糖尿病慢性期合併症のリスクファクターとして、種々の最終糖化産物が注目を集めている。最終糖化産物(AGE類)は、糖化タンパク質、メイラード反応産物等とも呼ばれ、グルコース等の還元糖とタンパク質のアミノ基との非酵素的な反応により生成する種々の構造を有するタンパク質誘導体である。AGE類は、細胞外マトリックスタンパク質、膜タンパク質および細胞内タンパク質の糖化修飾に起因するこれらのタンパク質の機能及びそれに依存する細胞機能の破綻、あるいはAGE類をリガンドとするレセプターが引き起こす細胞応答の結果として、種々の病変の発症及び増悪に関与している。例えば、AGE類レセプターの1つであるRAGE類によってAGE類が認識されると、細胞内NADPHオキシダーゼによる細胞内酸化ストレス物質の産生が亢進し、これが上皮細胞における遺伝子発現を変化させることにより、種々の糖尿病性血管障害が発症すると考えられている(非特許文献1参照)。   On the other hand, in recent years, various final glycation products have attracted attention as risk factors for chronic complications of diabetes. Final glycated products (AGEs) are also called glycated proteins, Maillard reaction products, and the like, and are protein derivatives having various structures generated by non-enzymatic reaction between a reducing sugar such as glucose and the amino group of the protein. AGEs are the result of disruption of the functions of these proteins resulting from glycation modification of extracellular matrix proteins, membrane proteins, and intracellular proteins, and cell functions dependent on them, or the cellular responses caused by receptors with AGEs as ligands. Involved in the development and exacerbation of various lesions. For example, when AGEs are recognized by RAGEs, which are one of the AGE receptors, the production of intracellular oxidative stress substances by intracellular NADPH oxidase is enhanced, which changes gene expression in epithelial cells, It is thought that the diabetic vascular disorder of the other will develop (refer nonpatent literature 1).

AGE類の中でも、解糖系の中間体または副産物として産生されるグリセルアルデヒドやメチルグリオキサール(MG)に由来するものは、糖尿病および耐糖能異常の発症および予後予測等に関する診断マーカーとして期待を集めている(非特許文献2、3、4、5)。   Among AGEs, those derived from glyceraldehyde and methylglyoxal (MG), which are produced as glycolytic intermediates or by-products, are expected to be diagnostic markers for the onset and prognosis of diabetes and impaired glucose tolerance. (Non-Patent Documents 2, 3, 4, 5).

非特許文献2には、2型糖尿病患者の血清について、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールのポリクロナール抗体を用いたELISA系で測定した結果、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルが同齢健常人に比較して増加しているとの報告がなされている。同非特許文献2は、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルと、AGE類の1種であるNε−(カルボニルメチル)リジンの血清レベルとの間には、同様に有意な相関関係があるが、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルは、空腹時血糖の血漿レベルやヘモグロビンレベルとは関連性はなかったと報告している。   Non-patent document 2 shows that the serum level of methylglyoxal-derived hydroimidazole was measured in an ELISA system using a polyclonal antibody of methylglyoxal-derived hydroimidazole for the serum of type 2 diabetic patients. It has been reported that it has increased. The non-patent document 2 shows that there is a significant correlation between the serum level of methylglyoxal-derived hydroimidazole and the serum level of Nε- (carbonylmethyl) lysine, which is one of AGEs, Serum levels of methylglyoxal-derived hydroimidazoles have been reported to be unrelated to fasting blood glucose plasma levels or hemoglobin levels.

非特許文献3は、LC/MS/MSを用いて1型糖尿病患者の血漿を測定した結果、タンパク質の糖化または酸化による付加生成物の濃度ならびにその遊離残基(free adduct)の濃度が増加していることを示している。例えば、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロンやグリオキサール由来ヒドロイミダゾロンあるいはその他のAGE類であるNε−(カルボニルメチル)リジン、Nε−(カルボニルエチル)リジン、ならびにこれらの遊離付加物(free adduct)が増加していることが報告されている。   In Non-patent Document 3, as a result of measuring plasma of a type 1 diabetic patient using LC / MS / MS, the concentration of an adduct due to glycation or oxidation of protein and the concentration of its free adduct increased. It shows that. For example, methyl glyoxal-derived hydroimidazolone, glyoxal-derived hydroimidazolone or other AGEs such as Nε- (carbonylmethyl) lysine, Nε- (carbonylethyl) lysine, and free adducts thereof are increased. It has been reported that

非特許文献4は、1型糖尿病患者の血漿をタンデム質量分析した結果、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン遊離付加物が糖尿病患者のマーカーとして優れていることを示唆している。   Non-patent document 4 suggests that methylglyoxal-derived hydroimidazolone free adduct is an excellent marker for diabetic patients as a result of tandem mass spectrometry of plasma of type 1 diabetic patients.

非特許文献5は、1型糖尿病患者の血漿ならびに尿サンプルをLC−MS/MSで測定した結果、糖負荷後の血糖値とインスリン値の上昇に加えて、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾール遊離付加物を初めとして、Nε−(カルボニルメチル)リジン、Nε−(カルボニルエチル)リジン、グリオキサール由来ヒドロイミダゾロン、Nδ−[5−(2,3,4−トリヒドロキシブチル)−5−ヒドロ4−イミダゾロン2−イル]−オルニチン(3DG−H1)等のfree adductも増加することを報告している。即ち、この論文は、食後には高血糖になるだけでなく、高カルボニルストレス状態も誘発されることを示している。さらに、この文献には、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン遊離付加物の他、アルグピリミジンを含む多くのAGE類、ならびにアミノ酸(アルギニン、リジン、メチオニン、チロシンおよびトリプトファン)についてのタンデム質量分析結果が記載されている。   Non-patent document 5 shows that as a result of measuring plasma and urine samples of type 1 diabetic patients by LC-MS / MS, in addition to an increase in blood glucose level and insulin level after glucose loading, methylglyoxal-derived hydroimidazole free adduct was added. First, Nε- (carbonylmethyl) lysine, Nε- (carbonylethyl) lysine, glyoxal-derived hydroimidazolone, Nδ- [5- (2,3,4-trihydroxybutyl) -5-hydro-4-imidazolone 2- Ill] -ornithine (3DG-H1) and other free adducts have also been reported to increase. That is, this paper shows that not only hyperglycemia occurs after meals, but also a high carbonyl stress state is induced. Furthermore, this document describes tandem mass spectrometry results for many AGEs including argypirimidine and amino acids (arginine, lysine, methionine, tyrosine and tryptophan) in addition to methylglyoxal-derived hydroimidazolone free adduct. ing.

上述したように、これらのAGE類をタンデム質量(MS/MS)分析する手法が報告されている。しかしながら、これらのAGE類についての測定は、ELISA法等の免疫化学的手法を用いた総量評価以外に有効な手法が存在しないのが現状であり(特許文献1)、個別のAGE類およびその分解産物について確立した測定法は殆ど存在しておらず、ましてや臨床に応用可能な測定法は存在してないと言わざるを得ない。これらの個別のAGE類の定量は、糖尿病および耐糖能異常の診断のみならず、メタボローム解析等においても有用であることから、AGE類についてより迅速に高感度かつ高精度に個別の化合物を測定できるアッセイ法が強く望まれている。   As described above, a technique for analyzing these AGEs by tandem mass (MS / MS) has been reported. However, there is currently no effective method for measuring these AGEs other than the total amount evaluation using an immunochemical method such as an ELISA method (Patent Document 1). There is almost no established measurement method for products, and it must be said that there is no measurement method that can be applied clinically. Since the quantification of these individual AGEs is useful not only in the diagnosis of diabetes and impaired glucose tolerance but also in metabolome analysis, etc., individual compounds can be measured more quickly and with high sensitivity and high accuracy for AGEs. An assay is highly desired.

AGE類分析の他に、アミノ酸分析も、臨床分野、例えば先天的な代謝障害のアッセイにとって非常に重要であり、また診断のバイオマーカー検索に使用できる可能性を持っている。アミノ酸分析は、例えば、先天性アミノ酸症の診断や、肝臓機能障害の重症度や治療の指針等として使用されている。また、最近の報告では、アミノ酸のプロファイルが、慢性C型肝炎患者の進行型線維症等の診断に応用されている。さらに、アミノ酸のプロファイルを指標として用いて、生物の健康度合いの分析の可能性までも報告されている(非特許文献6)。   In addition to AGE analysis, amino acid analysis is also very important for clinical fields such as innate metabolic disorder assays and has the potential to be used for diagnostic biomarker searches. Amino acid analysis is used, for example, as a diagnosis of congenital amino acidosis, the severity of liver dysfunction, and a guideline for treatment. In recent reports, amino acid profiles have been applied to the diagnosis of progressive fibrosis and the like in patients with chronic hepatitis C. Furthermore, the possibility of analyzing the degree of health of living organisms using an amino acid profile as an index has been reported (Non-patent Document 6).

上述したようなアミノ酸分析のために、アミノ酸自動分析装置が開発された。この装置はニンヒドリン試薬を用いたアミノ酸の比色を測定するものであり、分析には非常に時間を要するものである。   An amino acid automatic analyzer has been developed for amino acid analysis as described above. This apparatus measures the colorimetric color of amino acids using a ninhydrin reagent and requires a very long time for analysis.

上記のような比色測定方法の他に、プレカラム誘導体化法が開発され、このプレカラム誘導体化法に使用する誘導体化剤も様々なものが開発されている(非特許文献6)。しかし、この誘導体化法は複雑で時間を要する技術である。さらに、この誘導体化法と質量分析方法を組み合わせた自動アミノ酸分析方法も開発されているが、この方法にしても更なる改良が求められていた。   In addition to the colorimetric measurement method as described above, a precolumn derivatization method has been developed, and various derivatizing agents used for the precolumn derivatization method have been developed (Non-patent Document 6). However, this derivatization method is a complicated and time-consuming technique. Furthermore, an automatic amino acid analysis method combining this derivatization method and a mass spectrometry method has also been developed, but further improvement has been demanded for this method.

特開2008−224453号公報JP 2008-224453 A

Marie-Paule Wautier他著、「Activation of NADPH oxidase by AGE links oxidant stress to altered gene expression via RAGE」、American Journal of Physiology -Endocrinology and Metabolism、(米国)、アメリカ生理学会(American Physiological Society)、2001年5月、第280巻、E685−E694Marie-Paule Wautier et al., "Activation of NADPH oxidase by AGE links oxidant stress to altered gene expression via RAGE", American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, (USA), American Physiological Society, 2001, 5 Moon, Volume 280, E685-E694 Kilhovd, B.K., et al. Metabolism, Vol 52, No 2 (February), 2003: pp. 163-167Kilhovd, B.K., et al. Metabolism, Vol 52, No 2 (February), 2003: pp. 163-167 Rabbani, N., and Thornalley, P.J. Amino Acids DOI 10.1007/s00726-010-0783-0Rabbani, N., and Thornalley, P.J.Amino Acids DOI 10.1007 / s00726-010-0783-0 Ahmed, N., et al. Diabetologia (2005) 48: 1590-1603Ahmed, N., et al. Diabetologia (2005) 48: 1590-1603 Ahmed, N., et al. Diabetes Care, Vol. 28, No. 10, October 2005, pp. 2465-2471Ahmed, N., et al. Diabetes Care, Vol. 28, No. 10, October 2005, pp. 2465-2471 Shimbo, K., et al. Biomed. Chromatogr. 2010; 24: 683-691.Shimbo, K., et al. Biomed. Chromatogr. 2010; 24: 683-691.

そこで、本発明者らは、かかる事情に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、AGE類のメチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)ならびにアルグピリミジン(AP)の末端アミノ基をニトロベンゼン系化合物で誘導体化することによって、質量分析における感度が大幅に向上する上に、AGE類に加えて、その他のアミノ酸誘導体またはペプチド等のアミノ化合物にも応用できることを見いだして、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have determined that the terminal amino groups of AGEs, such as methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivatives (MG-H1) and argypirimidine (AP), are nitrobenzene compounds. By derivatizing, the sensitivity in mass spectrometry was greatly improved, and in addition to AGEs, it was found that it could be applied to other amino acid derivatives or amino compounds such as peptides, and the present invention was completed. .

したがって、本発明は、特に最終糖化産物を始めとするアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物およびその塩、ならびにこのアミノ化合物を迅速に高感度かつ高精度で定量が可能な質量分析方法、およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention enables amino acid compounds and salts thereof obtained by derivatization of amino acid derivatives, particularly final glycation products, and nitrobenzene compounds, and quantification of amino compounds quickly and with high sensitivity. It is an object of the present invention to provide a mass spectrometric method and a biomarker assay method using the same.

上記目的を達成するために、本発明は、一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an amino compound represented by the general formula [I] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent and Z means a nitrophenyl group.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ置換基が、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基または該アミノ酸残基ならびに/もしくは置換アミノ酸残基がペプチド結合したペプチド残基であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof in which the amino substituent is an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue in which the amino acid residue and / or the substituted amino acid residue is a peptide bond. provide.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体、好ましくはアルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a preferred embodiment of the present invention, the amino acid residue or substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine. , Lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine or a substitute thereof, preferably arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan or a substitute thereof An amino compound or a salt thereof is provided.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)、好ましくはアルギニン誘導体またはリジン誘導体の残基であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof in which the substituted amino acid residue is a residue of a final glycation product (AGE), preferably an arginine derivative or a lysine derivative.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合しているアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment, the present invention provides an amino compound or a salt thereof, wherein the peptide of the above peptide residue is a peptide bond of 2 to 10 amino acids.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記ニトロフェニル基が、一般式[IIIb]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof, in which the nitrophenyl group is represented by the general formula [IIIb], is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[IIIb]において、R、R、R、RおよびRはいずれも同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。In the formula [IIIb], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is an amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ia]において、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ前記と同じ意味を有する。In the formula [Ia], R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい別の態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, the amino compound is an amino compound represented by the general formula [Ii] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ii]において、Rは前記と同じ意味を有する。     In the formula [Ii], R has the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic]. An amino compound or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ib]及び[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a trinitrophenylated argon represented by the structural formula [Iiii]. An amino compound which is a pyrimidine derivative or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

本発明は、その別の形態として、一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析で測定するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   This invention provides the mass spectrometry method of the amino compound or its salt which measures the amino compound or its salt represented with general formula [I] by mass spectrometry as another form.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、Rはアミノ置換基、例えば、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent, for example, an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue, and Z means a nitrophenyl group.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for the amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ia]において、R、R、R、RおよびRはいずれも同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味し、Rは前記と同じ意味を有する。In the formula [Ia], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group, and R has the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic]. A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ib]及び[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or an amino compound represented by the structural formula [Iiii] or a salt thereof. A mass spectrometry method is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

本発明は、その別の形態として、一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物を反応させて一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を得る工程と、
上記工程で得られたアミノ化合物またはその塩を質量分析する工程を有するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。
As another form of the present invention, the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [III] are reacted to represent the general formula [I]. Obtaining an amino compound or a salt thereof;
Provided is a method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which comprises a step of mass-analyzing the amino compound or a salt thereof obtained in the above step.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[II]において、Rは、アミノ置換基、例えば、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味する。   In the formula [II], R means an amino substituent, for example, an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[III]において、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [III], X means an amino group-reactive functional group, and Z means a nitrophenyl group.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、RおよびZは、前記と同じ意味を有する。   In the formula [I], R and Z have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、前記一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物の反応を、アルカリ性水溶液または水と有機溶媒の混合溶液であり、かつ前記溶液のpHが8〜10でおこなうことを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a more preferred embodiment of the present invention, the reaction of the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [III] is carried out by using an alkaline aqueous solution or water and an organic solvent. Provided is a mass spectrometric method for an amino compound or a salt thereof, which is a mixed solution and the pH of the solution is 8 to 10.

本発明は、その好ましい態様として、上記反応が試料中で行われるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for amino compounds or salts thereof in which the above reaction is carried out in a sample.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ酸誘導体またはその塩がバイオマーカーであるアミノ化合物の質量分析方法を提供する。   As a more preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for amino compounds in which the amino acid derivative or salt thereof is a biomarker.

本発明は、さらに別の形態として、一般式[I']で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、上記誘導体化残基の誘導体化剤が、1−ピレンスルホニルクロライド(PSC)、ダンシルクロライド(DNS−Cl)等のスルホニル化合物;9−フルオレニルメチルクロロホルメート(FMOC)、4−ジメチルアミノスルホニル−7−フルオロベンゾキサジアゾール(DBD−F)、4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−F)、2、3−ナフタレンジアルデヒド(NDA);3−アミノピリジル−N−ヒドロキシサクシニミジルカルバメート(APDS)等のカルバメート化合物;3−クロロカルボニル−6、7−ジメトキシ−1−メチル−2−キノキサリノン(DMEQ−COCl)、3−ニトロフェニルイソチオシアネート、3−ピリジルイソチオシアネート、4−(ジメチルアミノ)フェニルイソチオシアネート、フルオレセイン−5−イソチオシアネート(FITC)等のイソチオシアネート化合物;ジエチルエトキシメチレンマロネート等のマロネート化合物、(5−サクシニミドキシ−5−オキソペンチル)トリフェニルホスホニウムブロミド(SPTPP)等のホスホニウム化合物;または2−クロロ−1−メチルピリジニウム塩等のピリジニウム化合物であるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As another embodiment, the present invention provides a method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, wherein the amino compound represented by the general formula [I ′] or a salt thereof is subjected to mass spectrometry, wherein the derivatization residue is derivatized. Agents are sulfonyl compounds such as 1-pyrenesulfonyl chloride (PSC) and dansyl chloride (DNS-Cl); 9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOC), 4-dimethylaminosulfonyl-7-fluorobenzoxadiazole (DBD-F), 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan (NBD-F), 2,3-naphthalenedialdehyde (NDA); 3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (APDS), etc. Carbamate compound; 3-chlorocarbonyl-6,7-dimethoxy-1-methyl-2-quinoxalinone ( MEQ-COCl), 3-nitrophenyl isothiocyanate, 3-pyridyl isothiocyanate, 4- (dimethylamino) phenyl isothiocyanate, fluorescein-5-isothiocyanate (FITC), and the like; diethyl ethoxymethylene malonate, etc. Mass spectrometric method of amino compound or salt thereof which is a malonate compound, a phosphonium compound such as (5-succinimidoxy-5-oxopentyl) triphenylphosphonium bromide (SPTPP); or a pyridinium compound such as 2-chloro-1-methylpyridinium salt I will provide a.

Figure 2014010700
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式[I']において、R’は、前記Rと同じ意味を有する置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。   In the formula [I ′], R ′ means a substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R, and Z ′ means a derivatized residue.

本発明は、さらに別の形態として、上記のアミノ化合物の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。   As yet another embodiment, the present invention provides a biomarker assay method for quantifying the biomarker concentration in a biological sample using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method for amino compounds described above.

本発明によって、アミノ酸誘導体のN末端アミノ基を誘導体化することにより、質量分析におけるイオン化効率が向上し、試料中に少量しか存在しない最終糖化産物等の分子バイオマーカーやペプチドホルモンについても、質量分析方法を用いて迅速、高感度かつ高精度な定量分析が可能になる。したがって、本発明は、アミノ酸誘導体とニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤との誘導体化生成物である新規なアミノ化合物、好ましくはタンパク質の解糖等の反応中間産物である糖化タンパク質分解物がニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤で誘導体化された、耐糖能異常の診断に有用な新規な糖化タンパク質分解物誘導体を提供する。また、本発明は、そのアミノ化合物についての迅速、高感度かつ高精度な定量が可能な質量分析方法およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。   By derivatizing the N-terminal amino group of an amino acid derivative according to the present invention, ionization efficiency in mass spectrometry is improved, and mass spectrometry is also performed for molecular biomarkers such as final glycation products and peptide hormones that exist only in a small amount in a sample. The method enables rapid, highly sensitive and accurate quantitative analysis. Accordingly, the present invention provides a novel amino compound that is a derivatization product of an amino acid derivative and a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound, preferably a glycated protein degradation product that is a reaction intermediate product such as protein glycolysis is a nitrobenzene compound or the like. The present invention provides a novel glycated protein hydrolyzate derivative that is derivatized with a derivatizing agent useful for diagnosing abnormal glucose tolerance. The present invention also provides a mass spectrometric method capable of rapid, highly sensitive and highly accurate quantification of the amino compound, and a biomarker assay method using the same.

メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1). MG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of MG-H1 (MG-H1-TNP). アルグピリミジン(AP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of argypirimidine (AP). APの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。2 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of AP (AP-TNP). 質量スペクトルより予測されるMG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)のフラグメンテーションパターンを示す図である。It is a figure which shows the fragmentation pattern of the 2,4,6-trinitrophenyl derivative (MG-H1-TNP) of MG-H1 estimated from a mass spectrum. 質量スペクトルより予測されるAPの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)のフラグメンテーションパターンを示す図である。It is a figure which shows the fragmentation pattern of the 2,4,6-trinitrophenyl derivative (AP-TNP) of AP estimated from a mass spectrum. (A)はMG−H1の、(B)はMG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)のLC−MS分析の結果を示すマスクロマトグラムである。(A) is a mass chromatogram showing the results of LC-MS analysis of MG-H1, and (B) is the 2,4,6-trinitrophenyl derivative of MG-H1 (MG-H1-TNP). (A)はAPの、(B)はAPの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)のLC−MS分析の結果を示すマスクロマトグラムである。(A) is a mass chromatogram showing the results of LC-MS analysis of AP, and (B) is the results of LC-MS analysis of 2,4,6-trinitrophenyl derivative of AP (AP-TNP). MG−H1−TNPの濃度と質量スペクトルのピーク強度について、内部標準法を用いて作製した検量線である。It is the calibration curve produced using the internal standard method about the density | concentration of MG-H1-TNP and the peak intensity of a mass spectrum. AP−H1−TNPの濃度と質量スペクトルのピーク強度について、内部標準法を用いて作製した検量線である。It is the calibration curve produced using the internal standard method about the density | concentration of AP-H1-TNP, and the peak intensity of a mass spectrum. MG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル化に及ぼすpHの影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of pH which acts on 2,4,6- trinitrophenylation of MG-H1. APの2,4,6−トリニトロフェニル化に及ぼすpHの影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of pH which acts on 2,4,6- trinitrophenylation of AP. ラット血漿の前処理のプロトコールを示す図表である。It is a chart which shows the protocol of pretreatment of rat plasma.

以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、下記の実施形態は、本発明を具体的に詳細に説明するために例示的に記載するものである。したがって、下記の実施形態から想到される形態もまた、本発明の範囲に包含されるものと理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are exemplarily described in order to specifically describe the present invention. Therefore, it should be understood that forms conceived from the following embodiments are also included in the scope of the present invention.

なお、本明細書においては、説明を簡潔にするために、誘導体化剤としてはニトロベンゼン化合物を例に挙げて説明するが、本発明においては、誘導体化剤はニトロベンゼン化合物に一切限定されるものではなく、その他の誘導体化剤も本発明の範囲に当然包含されるものとして理解されるべきである。したがって、本明細書においては、誘導体化剤でアミノ酸誘導体の末端アミノ基を誘導体化した残基についても、ニトロベンゼン化合物の残基であるニトロフェニル基について説明するが、これについても一切限定されるものではなく、その他の誘導体化剤の残基も同様に包含されるものと理解されるべきである。   In the present specification, in order to simplify the explanation, a nitrobenzene compound will be described as an example of the derivatizing agent. However, in the present invention, the derivatizing agent is not limited to the nitrobenzene compound at all. It should be understood that other derivatizing agents are naturally included within the scope of the present invention. Therefore, in this specification, although the nitrophenyl group which is a residue of a nitrobenzene compound is explained also about the residue which derivatized the terminal amino group of the amino acid derivative with the derivatizing agent, this is also limited at all. Rather, it should be understood that residues of other derivatizing agents are included as well.

本発明に係るアミノ化合物は、一般式[I]で表すことができる。   The amino compound according to the present invention can be represented by the general formula [I].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent and Z means a nitrophenyl group.

上記一般式において、用語「アミノ置換基」は、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味する。
ここで、用語「アミノ酸残基」とは、非置換アミノ酸からアミノ基を除外した残基を意味している。例えば、アラニンの場合には、2−アミノプロパン酸と別称されるので、2−アミノプロパン酸からアミノ基を除外したアミノ酸残基は、カルボキシルエチル基である。同様に、リジンの場合のアミノ酸残基は1−カルボキシル−5−アミノペンチル基である。
In the above general formula, the term “amino substituent” means an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue.
Here, the term “amino acid residue” means a residue obtained by removing an amino group from an unsubstituted amino acid. For example, in the case of alanine, since it is also called 2-aminopropanoic acid, the amino acid residue excluding the amino group from 2-aminopropanoic acid is a carboxyethyl group. Similarly, the amino acid residue in the case of lysine is a 1-carboxyl-5-aminopentyl group.

また、上記一般式において、用語「置換アミノ酸残基」とは、上記アミノ酸からアミノ基を除外したアミノ酸残基であって、該アミノ酸を構成するカルボキシル基以外の残基、つまり原子団が置換基で置換されて形成された原子団、つまり置換部分(moiety)を有するアミノ酸残基を意味している。置換アミノ酸残基の例としては、上記リジン残基の5−アミノ基にカルボキシルメチル基が置換した1−カルボキシル−5−(カルボキシルメチル)アミノペンチル基が挙げられる。また別の例として、例えば、アルギニン残基のアミノ−イミノメチル基が2−ピリミジニル基に変換した置換アミノ酸残基等も挙げることができる。   In the above general formula, the term “substituted amino acid residue” refers to an amino acid residue obtained by removing an amino group from the amino acid, and a residue other than a carboxyl group constituting the amino acid, that is, an atomic group is a substituent. It means an atomic group formed by substitution with an amino acid residue having a substitution moiety (moiety). Examples of the substituted amino acid residue include a 1-carboxyl-5- (carboxylmethyl) aminopentyl group in which a 5-methyl group of the lysine residue is substituted with a carboxymethyl group. Another example includes a substituted amino acid residue obtained by converting an amino-iminomethyl group of an arginine residue into a 2-pyrimidinyl group.

さらに、上記一般式において、用語「ペプチド残基」とは、上記アミノ酸および/または置換アミノ酸がペプチド結合して形成されたペプチドの末端アミノ酸から末端アミノ基が除外された残基を意味している。例えば、ペプチドVal−Tyrの場合、ペプチド残基とは、末端アミノ酸のバリンからアミノ基が除外された残基を意味する。   Furthermore, in the above general formula, the term “peptide residue” means a residue in which a terminal amino group is excluded from a terminal amino acid of a peptide formed by peptide bonding of the amino acid and / or a substituted amino acid. . For example, in the case of the peptide Val-Tyr, the peptide residue means a residue in which the amino group is excluded from the terminal amino acid valine.

本発明において、用語「アミノ酸誘導体」とは、特段の定めがない限り、非置換アミノ酸誘導体、もしくはN末端アミノ基以外のアミノ酸部分が置換基等で修飾されている置換アミノ酸誘導体、またはペプチドを意味している。   In the present invention, the term “amino acid derivative” means an unsubstituted amino acid derivative, a substituted amino acid derivative in which an amino acid moiety other than the N-terminal amino group is modified with a substituent or the like, unless otherwise specified. doing.

したがって、本発明において使用する用語「アミノ化合物」は、特段の定めがない限り、アミノ酸誘導体[II]またはその塩のN末端アミノ基が、ニトロベンゼン化合物[III]によりニトロフェニル化されたニトロフェニル化アミノ化合物を意味している。   Therefore, unless otherwise specified, the term “amino compound” used in the present invention is a nitrophenylation in which the N-terminal amino group of the amino acid derivative [II] or a salt thereof is nitrophenylated by the nitrobenzene compound [III]. An amino compound is meant.

本発明において、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸、またはペプチド残基のペプチド構成アミノ酸のアミノ酸は、広義には、アミノ基とカルボキシ基の両方の官能基を有する化合物であれば、特に限定されるものではないが、狭義には、例えば、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンおよびチロシン、好ましくはアルギニンおよびリジン等のタンパク質の構成成分であるアミノ酸およびそれらを構成するカルボキシル基以外の残基が置換基で置換されて形成された置換部分を有する置換アミノ酸残基が挙げられる。   In the present invention, amino acids of amino acid residues or substituted amino acid residues, or amino acids of peptide constituent amino acids of peptide residues are not particularly limited as long as they are compounds having both amino group and carboxy functional groups. Although not limited, for example, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, Examples include amino acids that are constituents of proteins such as tryptophan and tyrosine, preferably arginine and lysine, and substituted amino acid residues having a substitution moiety formed by substituting residues other than the carboxyl group constituting them with a substituent. .

好ましいアミノ酸としては、例えば、好ましくはアルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸またはトリプトファンが挙げられる。   Preferred amino acids include, for example, preferably arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan.

また、本発明において使用する用語「置換アミノ酸残基」は、上記アミノ酸の末端アミノ基以外の残基に任意の置換基が結合して形成された別の原子団を有する置換アミノ酸誘導体の残基を意味している。かかるアミノ酸誘導体としては、本発明の目的を逸脱しない限り、特に限定されるものではなく、例えば、アミノ酸等の生体成分の分解生成物や中間生成物、または代謝産物等が挙げられ、例えば、タンパク質の糖化反応によって生成される各種最終糖化産物(AGE類)、アルギニンの分解生成物であるオルニチン、筋肉へのエネルギー供給源のクレアチニンリン酸の代謝産物であるクレアチニン、肝臓中のグルタチオン欠乏を示すバイオマーカーであるオフタルミン酸生合成の中間体のα−アミノ酪酸(AABA)、主に神経伝達物質として作用するγ−アミノ酪酸(GABA)等の他、各種疾患の診断および予後予測等に用いられる分子バイオマーカーや、馬尿酸等も挙げられる。これらアミノ酸のうち、上記AGE類等が好ましい。より好ましいのは、例えば、アルギニンの側鎖のグアノシル基とメチルグリオキサール、またはリジンのアミノ基とグリオキサールもしくはメチルグリオキサール等の脂質過酸化、メイラード反応、解糖等の反応中間産物との反応により生成されるAGE類等が挙げられる。かかるAGE類等のうち、好ましいものとしては、置換アルギニン誘導体や置換リジン誘導体等が挙げられる。   The term “substituted amino acid residue” used in the present invention is a residue of a substituted amino acid derivative having another atomic group formed by bonding an arbitrary substituent to a residue other than the terminal amino group of the amino acid. Means. Such amino acid derivatives are not particularly limited as long as they do not depart from the object of the present invention, and include, for example, degradation products, intermediate products, or metabolites of biological components such as amino acids. Glycation end products (AGEs) produced by the saccharification reaction, ornithine, the degradation product of arginine, creatinine, a metabolite of creatinine phosphate, which is an energy source for muscles, and biotechnology that shows glutathione deficiency in the liver In addition to α-aminobutyric acid (AABA), an intermediate of biosynthesis of ophthalmic acid as a marker, γ-aminobutyric acid (GABA), which mainly acts as a neurotransmitter, and other molecules used for diagnosis and prognosis prediction of various diseases Examples include biomarkers and hippuric acid. Of these amino acids, the above AGEs and the like are preferable. More preferably, for example, it is produced by a reaction between a guanosine group on the side chain of arginine and methylglyoxal, or an amino group of lysine and a reaction intermediate product such as lipid peroxidation such as glyoxal or methylglyoxal, Maillard reaction, glycolysis. AGEs and the like. Of these AGEs, preferred are substituted arginine derivatives and substituted lysine derivatives.

置換アルギニン誘導体としては、例えば、アルギニンのグアニジノ基がカルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基等の置換基で修飾されたアルキル置換アルギニン誘導体、イミダゾロン類、ピリミジン類、イミダゾピリジン類等のグアニジノ基が環状構造になっている環状アルギニン誘導体等が挙げられる。   Examples of substituted arginine derivatives include alkyl-substituted arginine derivatives in which the guanidino group of arginine is modified with a substituent such as carboxylmethyl group and carboxylethyl group, guanidino groups such as imidazolones, pyrimidines, and imidazopyridines in a cyclic structure. And cyclic arginine derivatives.

更に具体的には、アルキル置換アルギニン誘導体としては、例えば、カルボキシルメチルアルギニン(CMA)等が挙げられる。また、環状アルギニン誘導体のイミダゾロン類としては、例えば、イミダゾロン、グリオキサールヒドロイミダゾロン(G−H)、メチルグリオキサールヒドロイミダゾロン(MG−H)、Nδ−[5−(2,3,4−トリヒドロキシブチル)−5−ヒドロ4−イミダゾロン2−イル]−オルニチン(3−DG−H)等が挙げられる。ピリミジン類としては、例えば、アルグピリミジン、テトラヒドロピリミジン等が挙げられる。イミダゾピリジン類としては、例えば、ペントシジン等が挙げられる。   More specifically, examples of the alkyl-substituted arginine derivative include carboxymethylarginine (CMA). Examples of imidazolones of cyclic arginine derivatives include imidazolone, glyoxal hydroimidazolone (GH), methylglyoxal hydroimidazolone (MG-H), Nδ- [5- (2,3,4-trihydroxy). Butyl) -5-hydro-4-imidazolone-2-yl] -ornithine (3-DG-H) and the like. Examples of pyrimidines include argpyrimidine and tetrahydropyrimidine. Examples of imidazopyridines include pentosidine.

これら置換アルギニン誘導体のうち、特に好ましいのは、例えば、構造式[IIa]で表されるメチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1:Nδ−(5−ヒドロ−5−メチル−4−イミダゾロン2−イル)−オルニチン)、または構造式[IIb]で表されるアルグピリミジン(AP)が挙げられる。   Among these substituted arginine derivatives, for example, a methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [IIa] (MG-H1: Nδ- (5-hydro-5-methyl-4-imidazolone 2) is particularly preferable. -Yl) -ornithine), or argpyrimidine (AP) represented by the structural formula [IIb].

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更に具体的には、上記アミノ酸誘導体は、立体構造を有し、構造式[IIc]または構造式[IId]でそれぞれ表すことができる。   More specifically, the amino acid derivative has a three-dimensional structure and can be represented by the structural formula [IIc] or the structural formula [IId].

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また、上記AGE類のうち、置換リジン誘導体としては、例えば、リジンのアミノ基がカルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基等の置換基で修飾されたアルキル置換リジン誘導体、リジンのアミノ基が環状構造を有している環状リジン誘導体等が挙げられる。   Among the above AGEs, examples of substituted lysine derivatives include alkyl-substituted lysine derivatives in which the amino group of lysine is modified with a substituent such as carboxylmethyl group or carboxylethyl group, and the amino group of lysine has a cyclic structure. And cyclic lysine derivatives.

アルキル置換リジン誘導体としては、例えば、カルボキシメチルリジン(CML)、カルボキシエチルリジン(CML)等が挙げられる。また、環状リジン誘導体としては、例えば、ビラリン、FTP(Formyl Therosyl Pyrrole)等のピロール誘導体、GOLD(グリオキサール由来リジン二量体)、MOLD(メチルグリオキサール由来リジン二量体)、DOLD(3−デオキシグルコソン由来リジン二量体)等のイミダゾール誘導体、GLAP(Glyceraldehyde−derived pyridinium)、GA−ピリジン(glycolaldehyde−ピリジン)等のピリジン誘導体、ペントシジン等のイミダゾピリジン誘導体等が挙げられる。   Examples of the alkyl-substituted lysine derivative include carboxymethyl lysine (CML) and carboxyethyl lysine (CML). Examples of the cyclic lysine derivative include viralin, pyrrole derivatives such as FTP (Formyl Therosyl Pyrrol), GOLD (glyoxal-derived lysine dimer), MOLD (methylglyoxal-derived lysine dimer), DOLD (3-deoxyglucose). Imidazole derivatives such as lysine-derived lysine dimer), pyridine derivatives such as GLAP (Glyceraldehyde-derived pyridinium) and GA-pyridine (glycolaldehyde-pyridine), and imidazopyridine derivatives such as pentosidine.

さらに、上記一般式[I]において、置換基Rで表されるペプチド残基のペプチドとしては、そのペプチドを構成する上記アミノ酸の数は特に限定されないが、上記アミノ酸が2個〜10個、好ましくは2個〜6個、より好ましくは2個〜4個ペプチド結合して構成されているペプチドであるのがよい。かかるペプチドとしては、例えば、バリルチロシン、リシルチロシン、メチオニルチロシン、グリシルチロシン、ヒスチジルチロシン、グルタミルチロシン、トリプトファニルチロシン、ヒスチジニルトリプトファン、カルノシン、アンセリン等のジペプチド、グルタチオン等のトリペプチド等が挙げられる。その他に、エンケファリン、カキシトシン、バソプレッシン等を挙げることができる。これらペプチドのうち、バリルチロシン、リシルチロシン、メチオニルチロシン、グリシルチロシン、ヒスチジルチロシン、グルタミルチロシン、トリプトファニルチロシンならびにヒスチジニルトリプトファン等のジペプチドが好ましい。また、ペプチドは、タンパク質の消化物、最終糖化産物等の代謝産物、ペプチドホルモン等の生理活性ペプチドのいずれであってもよく、各種疾患の診断および予後予測等に用いられる分子バイオマーカーであってもよい。   Further, in the general formula [I], the peptide residue peptide represented by the substituent R is not particularly limited in the number of the amino acids constituting the peptide, but preferably 2 to 10 amino acids, preferably May be a peptide composed of 2 to 6, more preferably 2 to 4, peptide bonds. Examples of such peptides include dipeptides such as valyltyrosine, lysyltyrosine, methionyltyrosine, glycyltyrosine, histidyltyrosine, glutamyltyrosine, tryptophanyltyrosine, histidinyltryptophan, carnosine and anserine, and tripeptides such as glutathione. Etc. In addition, enkephalin, caxitocin, vasopressin and the like can be mentioned. Of these peptides, dipeptides such as valyltyrosine, lysyltyrosine, methionyltyrosine, glycyltyrosine, histidyltyrosine, glutamyltyrosine, tryptophanyltyrosine and histidinyltryptophan are preferred. The peptide may be any of a digested protein, a metabolite such as a final glycation product, and a physiologically active peptide such as a peptide hormone, and is a molecular biomarker used for diagnosis and prognosis prediction of various diseases. Also good.

一方、上記一般式[I]において、置換基 Z は、アミノ酸誘導体[II]の末端アミノ基をニトロフェニル化したニトロベンゼン化合物の残基であって、一般式[IIIb] で表すことができる。   On the other hand, in the above general formula [I], the substituent Z is a residue of a nitrobenzene compound obtained by nitrophenylating the terminal amino group of the amino acid derivative [II], and can be represented by the general formula [IIIb].

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式[IIIb]において、R、R、R、RおよびRはいずれも、同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。In the formula [IIIb], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.

ここで、ニトロフェニル基としては、例えば、モノ−、ジ−またはトリ−ニトロフェニル基、好ましくはトリ−ニトロフェニル基、特に好ましくは2、4、6−ニトロフェニル基が挙げられる。ニトロ置換基の位置にしても、特に限定はないが、1個の場合は2−位、2個の場合は2−位と4−位、3個の場合に2−位、4−位ならびに6−位であるのがよい。   Here, examples of the nitrophenyl group include a mono-, di- or tri-nitrophenyl group, preferably a tri-nitrophenyl group, particularly preferably a 2,4,6-nitrophenyl group. The position of the nitro substituent is not particularly limited, but in the case of one, the 2-position, in the case of 2, the 2-position and the 4-position, in the case of 3, the 2-position, the 4-position and It should be in the 6th position.

したがって、本発明に係るアミノ化合物は、一般的には、一般式[I]で表され、より具体的には、一般式[Ia]で表すことができる。   Therefore, the amino compound according to the present invention is generally represented by the general formula [I], and more specifically can be represented by the general formula [Ia].

Figure 2014010700
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式[Ia]において、R、Z、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。In the formula [Ia], R, Z, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明において、構造式[Ia]で表されるアミノ化合物の好ましい例としては、例えば、構造式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体、または構造式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体が挙げられる。   In the present invention, preferred examples of the amino compound represented by the structural formula [Ia] include, for example, a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Ib] or the structural formula [Ic]. And nitrophenylated argpyrimidine derivatives represented.

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式[Ib]および[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

さらに好ましいアミノ化合物は、例えば、一般式[Ii]で表すことができる。   A more preferred amino compound can be represented, for example, by the general formula [Ii].

Figure 2014010700
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式[Ii]において、Rは前記と同じ意味を有する。   In the formula [Ii], R has the same meaning as described above.

したがって、アミノ化合物としては、例えば、構造式[Iii]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体、または一般式[Iiii]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体がさらに好ましい。   Therefore, as the amino compound, for example, a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Iiii] is more preferable.

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上記のトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体およびトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体の立体構造式([Iiv]および[Iv])はそれぞれ次のように表すことができる。   The three-dimensional structural formulas ([Iiv] and [Iv]) of the above-mentioned trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative and trinitrophenylated argpyrimidine derivative can be represented as follows.

Figure 2014010700
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本発明に係るアミノ化合物[I]は、一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩を、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物で誘導体化反応することにより得ることができる。   The amino compound [I] according to the present invention can be obtained by derivatizing an amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof with a nitrobenzene compound represented by the general formula [III].

Figure 2014010700
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式[II]において、Rは前記と同じ意味を有する。   In the formula [II], R has the same meaning as described above.

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式[III]において、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、Zは上記と同じ意味を有する。   In the formula [III], X means an amino group-reactive functional group, and Z has the same meaning as described above.

より具体的には、本発明のアミノ化合物[Ia]は、アミノ酸誘導体[II]またはその塩と、一般式[IIIa] で表されるニトロベンゼン化合物との誘導体化反応により得ることができる。   More specifically, the amino compound [Ia] of the present invention can be obtained by a derivatization reaction between an amino acid derivative [II] or a salt thereof and a nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa].

Figure 2014010700
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式[IIIa]において、X、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。In the formula [IIIa], X, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

更に具体的には、本発明のアミノ化合物[Ii]は、アミノ酸誘導体[II]またはその塩と、一般式[IIIc]で表されるトリニトロベンゼン化合物との誘導体化反応により得ることができる。   More specifically, the amino compound [Ii] of the present invention can be obtained by a derivatization reaction between an amino acid derivative [II] or a salt thereof and a trinitrobenzene compound represented by the general formula [IIIc].

Figure 2014010700
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式[IIIc]において、Xは前記と同じ意味を有する。   In the formula [IIIc], X has the same meaning as described above.

ここで、Xで表されるアミノ基反応性官能基としては、アミノ酸または置換アミノ酸([II])をニトロフェニル誘導体化する反応性官能基であれば特に限定されないが、例えば、塩素原子、フッ素原子、臭素原子もしくはヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子、またはスルホン酸またはスルホン酸塩、アルキルスルホン酸エステル基、アリールスルホン酸エステル基、パーフルオロアルキルスルホン酸エステル基等の、ニトロベンゼン誘導体の芳香族求核置換反応において脱離基となり得る任意の官能基が挙げられる。   Here, the amino group-reactive functional group represented by X is not particularly limited as long as it is a reactive functional group that derivatizes an amino acid or a substituted amino acid ([II]) with a nitrophenyl. Aromatic nucleophilicity of nitrobenzene derivatives such as atoms, halogen atoms selected from bromine atoms or iodine atoms, or sulfonic acids or sulfonates, alkyl sulfonate groups, aryl sulfonate groups, perfluoroalkyl sulfonate groups, etc. Any functional group that can be a leaving group in the substitution reaction is exemplified.

そこで、好ましいニトロベンゼン化合物としては、例えば、2,4,6−トリニトロフルオロベンゼン、2,4,6−トリニトロクロロベンゼン、2,4,6−トリニトロブロモベンゼン、2,4,6−トリニトロヨードベンゼンおよび2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸またはその塩等が挙げられ、これらのうち特に好ましいのは、2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸またはその塩である。塩としては、例えば、ナトリウム塩等のアルカリ金属塩、カリウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。   Accordingly, preferred nitrobenzene compounds include, for example, 2,4,6-trinitrofluorobenzene, 2,4,6-trinitrochlorobenzene, 2,4,6-trinitrobromobenzene, 2,4,6-trinitro. Examples thereof include iodobenzene and 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid or a salt thereof. Among these, 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid or a salt thereof is particularly preferable. Examples of the salt include alkali metal salts such as sodium salt, alkaline earth metal salts such as potassium salt, and the like.

本発明において、上記アミノ酸誘導体のN末端アミノ基をニトロベンゼン化合物で誘導体化するには、上記アミノ酸誘導体とニトロベンゼン化合物とを、アルカリ性の水溶液または、水と有機溶媒の混合溶液中にて室温で数十分間混合することにより行うことができる。好ましくはアルカリ性水溶液中で行われる。また、水と有機溶媒との混合溶液を用いる場合、有機溶媒としてはエタノール等の水との親和性が高い有機溶媒が好ましく用いられる。これらの溶液のpHは8〜10であることが好ましく、より好ましくは8.5〜9.5であるのがよい。溶液のpHが高すぎると、分析対象のアミノ酸誘導体またはこの化合物が分解する可能性が増大し、低すぎるとニトロフェニル化反応が迅速に進行しなくなる。ここでpHとは、pHメータにより直接測定される値である。なお、室温とは15℃から40℃程度の温度であり、30℃前後で反応を行うことが好ましい。また、混合はいかなる方法であってもよく、1分以上1時間以下、好ましくは5分から40分間の混合が行われる。通常は30分間の混合で十分である。   In the present invention, in order to derivatize the N-terminal amino group of the amino acid derivative with a nitrobenzene compound, the amino acid derivative and the nitrobenzene compound are tens of several hours at room temperature in an alkaline aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent. This can be done by mixing for a minute. Preferably it is carried out in an alkaline aqueous solution. Moreover, when using the mixed solution of water and an organic solvent, the organic solvent with high affinity with water, such as ethanol, is preferably used as an organic solvent. The pH of these solutions is preferably 8 to 10, more preferably 8.5 to 9.5. If the pH of the solution is too high, the possibility of decomposition of the amino acid derivative to be analyzed or this compound increases, and if it is too low, the nitrophenylation reaction does not proceed rapidly. Here, the pH is a value directly measured by a pH meter. The room temperature is a temperature of about 15 ° C. to 40 ° C., and the reaction is preferably performed at around 30 ° C. The mixing may be carried out by any method, and mixing is performed for 1 minute or more and 1 hour or less, preferably 5 minutes to 40 minutes. Usually, mixing for 30 minutes is sufficient.

本発明の特徴の一つは、かかる温和な条件下で、ニトロフェニル化反応を行うことができることである。試料中の分析対象となる物質を単離してニトロフェニル化を行ってもよいが、夾雑物等を含むような試料中でそのままニトロフェニル化を行ってもよい。本発明はこのような試料中でそのままニトロフェニル化を行うことができるため、単離によるロス等を低減することができ、分析対象となる物質が少量しか含まれないような場合であっても測定することができるという優れた方法である。また、複雑な操作を行う必要が無く、簡便に測定することができる。特に対象試料が生体試料等の場合は、分析対象となる物質が少なく、かつ、夾雑物が多い状態であることが多いため有効である。   One of the features of the present invention is that the nitrophenylation reaction can be performed under such mild conditions. A substance to be analyzed in a sample may be isolated and subjected to nitrophenylation, or may be subjected to nitrophenylation as it is in a sample containing impurities. Since the present invention can directly perform nitrophenylation in such a sample, loss due to isolation can be reduced, and even in the case where only a small amount of a substance to be analyzed is contained. It is an excellent method that can be measured. Further, it is not necessary to perform a complicated operation, and measurement can be performed easily. In particular, when the target sample is a biological sample or the like, it is effective because there are few substances to be analyzed and there are many impurities.

また、例えば、試料中のアミノ酸誘導体を測定するに当たっては、生体試料に、ニトロベンゼン化合物を添加することにより、試料中のバイオマーカーとしてのアミノ酸誘導体をニトロベンゼン化合物で誘導体化することも可能であるとともに、かかる誘導体化したアミノ酸誘導体をバイオマーカーとして測定できることは当然のことである。
本発明において試料となるものは、測定対象となる最終糖化産物等の、本発明によってアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物となるものを含有するものであればよい。また、生体由来の試料を生体試料とよぶ。
In addition, for example, in measuring an amino acid derivative in a sample, it is possible to derivatize an amino acid derivative as a biomarker in a sample with a nitrobenzene compound by adding a nitrobenzene compound to the biological sample, Naturally, such derivatized amino acid derivatives can be measured as biomarkers.
What is used as a sample in the present invention is not limited as long as it contains a final glycation product to be measured and the like that become an amino compound obtained by derivatization of an amino acid derivative and a nitrobenzene compound according to the present invention. A sample derived from a living body is called a biological sample.

さらに、アミノ酸誘導体の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、リチウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等を使用することができる。   Furthermore, as a salt of an amino acid derivative, for example, an alkali metal salt such as a sodium salt or a potassium salt, an alkaline earth metal salt such as a lithium salt, an ammonium salt, or the like can be used.

本発明においては、誘導体化剤として、上記ニトロベンゼン化合物の他に、その他のアミノ基を誘導体化する誘導体化剤も使用できることは当然のことである。かかる誘導体化剤としては、例えば、ニトロベンゼンスルホン酸化合物、フルオロ−ニトロベンゼン等のニトロベンゼン化合物の他に、1−ピレンスルホニルクロライド(PSC)、ダンシルクロライド(DNS−Cl)等のスルホニル化合物、9−フルオレニルメチルクロロホルメート(FMOC)、4−ジメチルアミノスルホニル−7−フルオロベンゾキサジアゾール(DBD−F)、4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−F)、2、3−ナフタレンジアルデヒド(NDA)、3−アミノピリジル−N−ヒドロキシサクシニミジルカルバメート(APDS)等のカルバメート化合物、3−クロロカルボニル−6、7−ジメトキシ−1−メチル−2−キノキサリノン(DMEQ−COCl)、3−ニトロフェニルイソチオシアネート、3−ピリジルイソチオシアネート、4−(ジメチルアミノ)フェニルイソチオシアネート、フルオレセイン−5−イソチオシアネート(FITC)等のイソチオシアネート化合物、ジエチルエトキシメチレンマロネート等のマロネート化合物、(5−サクシニミドキシ−5−オキソペンチル)トリフェニルホスホニウムブロミド(SPTPP)等のホスホニウム化合物、または2−クロロ−1−メチルピリジニウム塩等のピリジニウム化合物等を挙げることができる。これらの誘導体化剤も、上記ニトロベンゼン化合物と実質的に同様に使用することができる。   In the present invention, as a derivatizing agent, in addition to the above nitrobenzene compound, other derivatizing agents that derivatize amino groups can naturally be used. Examples of such derivatizing agents include nitrobenzene compounds such as nitrobenzene sulfonic acid compounds and fluoro-nitrobenzene, sulfonyl compounds such as 1-pyrenesulfonyl chloride (PSC) and dansyl chloride (DNS-Cl), 9-fluorene, and the like. Nylmethyl chloroformate (FMOC), 4-dimethylaminosulfonyl-7-fluorobenzoxadiazole (DBD-F), 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan (NBD-F), 2,3-naphthalene Carbamate compounds such as aldehyde (NDA), 3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (APDS), 3-chlorocarbonyl-6,7-dimethoxy-1-methyl-2-quinoxalinone (DMEQ-COCl), 3 -Nitrophenylisothiosi , 3-pyridyl isothiocyanate, 4- (dimethylamino) phenyl isothiocyanate, isothiocyanate compounds such as fluorescein-5-isothiocyanate (FITC), malonate compounds such as diethyl ethoxymethylene malonate, (5-succinimidoxy-5- Examples thereof include phosphonium compounds such as oxopentyl) triphenylphosphonium bromide (SPTPP), and pyridinium compounds such as 2-chloro-1-methylpyridinium salt. These derivatizing agents can also be used in substantially the same manner as the above nitrobenzene compound.

つまり、本発明において、上記誘導体化剤を使用する場合は、本発明に係るアミノ化合物は、一般式[I']で表される。   That is, in the present invention, when the derivatizing agent is used, the amino compound according to the present invention is represented by the general formula [I ′].

Figure 2014010700
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式[I']において、R’は上記Rと同じ意味を有するアミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。   In the formula [I ′], R ′ means an amino acid residue or substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R above, and Z ′ means a derivatized residue.

ここで、誘導体化残基は、上記誘導体化剤が、置換アミノ酸誘導体(R’−NH)のアミノ基を誘導体化した残基を意味している。例えば、誘導体化剤としてダンシルクロライドを使用した場合、置換アミノ酸誘導体(R’−NH)のアミノ基がダンシル化、つまり、ジメチルアミノナフタレンスルホニル化されるので、このダンシル基が誘導体化残基ということができる。Here, the derivatized residue means a residue obtained by derivatizing the amino group of the substituted amino acid derivative (R′-NH 2 ) with the derivatizing agent. For example, when dansyl chloride is used as a derivatizing agent, the amino group of the substituted amino acid derivative (R′-NH 2 ) is dansylated, that is, dimethylaminonaphthalenesulfonylated, and this dansyl group is called a derivatized residue. be able to.

したがって、この場合も、本明細書において、ニトロベンゼンスルホン酸を誘導体化剤として用いた場合についての記載を実質的に同様に適用することができる。   Therefore, also in this case, in this specification, the description about the case where nitrobenzenesulfonic acid is used as a derivatizing agent can be applied substantially in the same manner.

本発明において、質量分析に用いられる試料のイオン化法については、特に制限はないが、生体分子の検出および定量に広く用いられているMALDI法、ESI法、APCI法等用いられるのが好ましい。分離技術と組み合わせたLC/MSやGC/MS等においては、試料のイオン化法としてはESI法やAPCI法を用いられるのがよい。分析には、MS/MS、MS等のタンデム質量分析方法を用いることができる。この場合、プロダクトイオンの検出には、例えば、夾雑物の影響を排除し高感度な検出が可能な多重反応モニタリング(MRM)を用いるのが好ましい。In the present invention, the ionization method of the sample used for mass spectrometry is not particularly limited, but it is preferable to use MALDI method, ESI method, APCI method and the like widely used for detection and quantification of biomolecules. In LC / MS, GC / MS, etc. combined with a separation technique, it is preferable to use an ESI method or an APCI method as a sample ionization method. For the analysis, a tandem mass spectrometry method such as MS / MS or MS 3 can be used. In this case, for the detection of product ions, for example, it is preferable to use multiple reaction monitoring (MRM) which can eliminate the influence of impurities and enable highly sensitive detection.

次に、本発明に係る質量分析方法を用いたバイオマーカーのアッセイ方法について説明する。
本発明は、分析対象としてバイオマーカーを選択することにより、バイオマーカーを、迅速に、高感度かつ高精度に検出および定量できるアッセイ方法を提供することができる。すなわち、本発明のバイオマーカーのアッセイ方法は、アミノ酸誘導体であるバイオマーカーのN末端アミノ基とニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤とを反応させ、N末端アミノ基をニトロフェニル化等の誘導体化する工程と、N末端アミノ基がニトロフェニル化等の誘導体化されたアミノ酸誘導体またはその塩を質量分析する工程と、質量分析方法を用いて得られた質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行う工程を有している。
Next, a biomarker assay method using the mass spectrometry method according to the present invention will be described.
The present invention can provide an assay method capable of detecting and quantifying a biomarker rapidly, with high sensitivity and high accuracy by selecting the biomarker as an analysis target. That is, the biomarker assay method of the present invention comprises reacting an N-terminal amino group of a biomarker that is an amino acid derivative with a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound to derivatize the N-terminal amino group such as nitrophenylation. And mass spectrometry of the amino acid derivative or its salt in which the N-terminal amino group is derivatized such as nitrophenylation, and the intensity data of the mass spectrum obtained by using the mass spectrometry method, A step of quantifying the biomarker concentration.

本発明において、バイオマーカーとしては、アミノ基を有するアミン化合物である限り、特に制限はないが、本発明のアッセイ方法が特に好ましく適用できるものとしては、例えば、アミノ酸誘導体と糖の代謝産物との反応により生成される最終糖化産物(AGE類)等や、生体アミンであるカテコールアミン(ドパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン)、インドールアミン(セロトニン、メラトニン)、イミダゾールアミン(ヒスタミン)、アセチルコリン、ポリアミン(プトレシン、スペルミジン、スペルミン)等が挙げられる。   In the present invention, the biomarker is not particularly limited as long as it is an amine compound having an amino group. Examples of the method to which the assay method of the present invention can be particularly preferably applied include amino acid derivatives and sugar metabolites. Final glycation products (AGEs) produced by the reaction, biogenic amines catecholamine (dopamine, noradrenaline, adrenaline), indoleamine (serotonin, melatonin), imidazoleamine (histamine), acetylcholine, polyamine (putrescine, spermidine, Spermine) and the like.

本発明のアッセイ方法による分析対象のバイオマーカーとして特に好ましいAGE類としては、例えば、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)、および構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP)を挙げることができる。   Examples of AGEs that are particularly preferable as biomarkers to be analyzed by the assay method of the present invention include, for example, trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivatives (MG-H1) represented by the structural formula [Iii], and structural formulas And trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP) represented by [Iiii].

Figure 2014010700
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Figure 2014010700
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これらはそれぞれ、MG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体であり、質量分析方法により高感度で検出および定量が可能なAGEであり、耐糖能異常の診断指標として有用である。   These are MG-H1 and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of AP, which are AGEs that can be detected and quantified with high sensitivity by mass spectrometry, and are useful as diagnostic indicators of impaired glucose tolerance It is.

本発明において、アッセイ対象となるアミノ酸誘導体またはペプチドの濃度をマススペクトルの面積強度から定量するためには、例えば、検量線法または同位体希釈法が用いられる。質量分析において、分析対象物質を定量分析する手法の一つに検量線法が挙げられる。検量線法は、既知量の標準物質を含み、濃度の異なるいくつかの標準試料と、これらの標準試料から得られる信号強度との関係(検量線)が理論的には線形関係になることを利用し、未知試料から得られた信号強度からその試料の濃度を定量する方法である。標準とする試料の調製法により、検量線法は、外部標準法、内部標準法、標準添加法に大別されるが、本アッセイ方法ではいずれの方法を用いてもよい。同位体希釈法は、測定対象化合物を構成する特定の元素の同位体比に着目し、同位体比が既知のスパイクを一定量添加して測定対象化合物の同位体組成を平衡に到達させた後、スパイク添加前後の試料の同位体比を測定し、同位体組成の変化から試料の元素濃度を求める方法であり、検出限界が1pg程度と低いことが利点として挙げられる。   In the present invention, for example, a standard curve method or an isotope dilution method is used to quantify the concentration of the amino acid derivative or peptide to be assayed from the area intensity of the mass spectrum. In mass spectrometry, one of the techniques for quantitative analysis of a substance to be analyzed is a calibration curve method. The calibration curve method shows that the relationship (calibration curve) between several standard samples containing known amounts of standard substances and different concentrations and the signal intensities obtained from these standard samples is theoretically a linear relationship. This is a method of using and quantifying the concentration of the sample from the signal intensity obtained from the unknown sample. The calibration curve method is roughly classified into an external standard method, an internal standard method, and a standard addition method depending on the preparation method of the standard sample. Any method may be used in the present assay method. The isotope dilution method focuses on the isotope ratio of a specific element that constitutes the measurement target compound, and after adding a certain amount of spikes with a known isotope ratio to reach the equilibrium of the isotope composition of the measurement target compound In this method, the isotope ratio of the sample before and after spike addition is measured, and the element concentration of the sample is obtained from the change in the isotope composition. The advantage is that the detection limit is as low as about 1 pg.

上記の様にして得られたバイオマーカーの定量データは、疾患の発症、進行度、予後等の予測や診断に用いることができる。すなわち、本発明の一実施形態としては、アミノ酸誘導体またはペプチドであるバイオマーカーのN末端アミノ基とトリニトロフェニル化剤等の誘導体化剤とを反応させ、N末端アミノ基をトリニトロフェニル化等の誘導体化する工程と、N末端アミノ基がトリニトロフェニル化等の誘導体化されたアミノ酸誘導体またはペプチドを質量分析する工程と、質量分析方法を用いて得られた質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行う工程と、このようにして得られるバイオマーカーの濃度データを元に、疾患の発症、進行度、予後等に関する診断を行う工程を有する疾患の診断方法に関するものである。   The quantitative data of the biomarker obtained as described above can be used for prediction and diagnosis of disease onset, progression, prognosis and the like. That is, as one embodiment of the present invention, an N-terminal amino group of a biomarker that is an amino acid derivative or peptide is reacted with a derivatizing agent such as a trinitrophenylating agent, and the N-terminal amino group is trinitrophenylated or the like. Using the mass spectrum intensity data obtained by using the mass spectrometric method, mass spectrometric analysis of the amino acid derivative or peptide in which the N-terminal amino group is derivatized such as trinitrophenylation, etc. A method for diagnosing a disease comprising a step of quantifying a biomarker concentration in a biological sample and a step of diagnosing the onset, progression, prognosis, etc. of the disease based on the biomarker concentration data thus obtained It is about.

本発明の診断方法は、複数種のAGE類を同時に測定、定量できることからも有用である。すなわち、本発明は、試料中でニトロフェニル化を行うことができる方法であり、また質量分析により分析するものであるから、質量数が異なる対象物質を測定する場合、質量分析法と組み合わせることで同時に測定(定量)することができる優れた方法を提供するものである。本発明により、従来の早期診断法に比べて、費用および手間を大幅に削減することができる。   The diagnostic method of the present invention is useful because it can simultaneously measure and quantify a plurality of types of AGEs. That is, the present invention is a method capable of performing nitrophenylation in a sample, and is analyzed by mass spectrometry. Therefore, when measuring target substances having different mass numbers, it can be combined with mass spectrometry. The present invention provides an excellent method capable of simultaneously measuring (quantifying). According to the present invention, costs and labor can be greatly reduced as compared with the conventional early diagnosis method.

以下、本発明の実施例に基づいて、本発明の特徴、作用効果についてより具体的に説明する。これらの実施例はあくまでも例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, based on the Example of this invention, the characteristic and effect of this invention are demonstrated more concretely. These examples are illustrative only and are not intended to limit the scope of the present invention.

トリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1−TNP)[Iii]を次のようにして製造した。
メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)[IIa]を0.1Mホウ酸溶液(pH9.3)に溶解させ、30mM 2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩(TNBS)−0.1Mホウ酸溶液(pH9.3)を10μL添加後、十分に混和した。得られた混合物を30℃にて20分間インキュベー卜して、誘導体化を行った。誘導体化したMG−H1(MG−H1−TNP)を、それぞれ、100%CHCN/0.1%ギ酸(3mL)及び0.1%ギ酸(3mL)で平衡化したSep−Pak Plus C18カートリッジ(Waters)に負荷し、0.1%FA(3mL)で洗浄後、100%CHCN/0.1%ギ酸(3mL)にて溶出した画分を遠心エバポレータで乾固した。画分乾固物は脱イオン水1.5mLで再溶解し、凍結乾燥後、−40℃で保存した。
Trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1-TNP) [Iii] was prepared as follows.
Methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1) [IIa] was dissolved in 0.1 M boric acid solution (pH 9.3), and 30 mM 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid sodium salt (TNBS) -0. After adding 10 μL of 1M boric acid solution (pH 9.3), the mixture was thoroughly mixed. The resulting mixture was incubated at 30 ° C. for 20 minutes for derivatization. Sep-Pak Plus C 18 derivatized MG-H1 (MG-H1-TNP) with 100% CH 3 CN / 0.1% formic acid (3 mL) and 0.1% formic acid (3 mL), respectively. After loading on a cartridge (Waters) and washing with 0.1% FA (3 mL), the fraction eluted with 100% CH 3 CN / 0.1% formic acid (3 mL) was dried to dryness with a centrifugal evaporator. The fraction dried product was redissolved in 1.5 mL of deionized water, freeze-dried, and stored at -40 ° C.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

トリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP−TNP)[Iiii]を次のようにして製造した。
アルグピリミジン[IIb]を、実施例1と実質的に同様に処理してトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP−TNP)[Iiii]を得た。
The trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP-TNP) [Iiii] was prepared as follows.
Argpyrimidine [IIb] was treated in substantially the same manner as in Example 1 to obtain a trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP-TNP) [Iiii].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

質量スペクトルの測定
MG−H1およびAP、ならびに上記の様にして調製したMG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(それぞれ「MG−H1−TNP」および「AP−TNP」)を0.1%ギ酸に溶解させ、質量スペクトルの測定を行った。測定条件は下記のとおりである。
・イオン化モード ESI−positive
・スキャン範囲 100〜500m/z
・ドライガス 330℃、8.0L/分
・ネブライザーガス 276kPa
・キャピラリー電圧 −2750V
・スキマー電圧 40V
・キャピラリー出口電圧 124V
Measurement of Mass Spectra MG-H1 and AP, and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of MG-H1 and AP prepared as described above (“MG-H1-TNP” and “AP-TNP respectively”) )) Was dissolved in 0.1% formic acid, and the mass spectrum was measured. The measurement conditions are as follows.
・ Ionization mode ESI-positive
・ Scanning range 100-500m / z
-Dry gas 330 ° C, 8.0 L / min-Nebulizer gas 276 kPa
・ Capillary voltage -2750V
-Skimmer voltage 40V
・ Capillary outlet voltage 124V

MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの質量スペクトル(MSおよびMS/MS)を、それぞれ、図1、2、3、4に示す。なお、図2、4において、MG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体は、それぞれ、「MG−H1−TNP」、「AP−TNP」と表記されている。MS/MSの測定に用いたプリカーサーイオンは、ぞれぞれの化合物についての[M+H]イオンである。得られた質量スペクトルのうち、ピーク強度の最も大きなものを、後述するLC−MRM−MS/MS分析においてモニターの対象となるイオンピークとして選択した。The mass spectra (MS and MS / MS) of MG-H1, AP, MG-H1-TNP and AP-TNP are shown in FIGS. 2 and 4, MG-H1 and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of AP are denoted as “MG-H1-TNP” and “AP-TNP”, respectively. Precursor ions used for MS / MS measurement are [M + H] + ions for each compound. Among the obtained mass spectra, the one having the highest peak intensity was selected as an ion peak to be monitored in the LC-MRM-MS / MS analysis described later.

また、図3、図4に示すMSスペクトルおよびMS/MSスペクトルより予測されるMG−H1−TNPおよびAP−TNPのフラグメンテーションパターンを、それぞれ図5および図6に示す。   Moreover, the fragmentation patterns of MG-H1-TNP and AP-TNP predicted from the MS spectrum and the MS / MS spectrum shown in FIGS. 3 and 4 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.

LC−MRM−MS/MS分析
下記の条件下で、MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPのLC−MRM−MS/MS分析を行った。サンプル濃度はいずれも10nmol/Lとし、いずれも0.1%ギ酸水溶液に溶解させた。
<HPLC条件>
・移動相 MeOH−0.1%ギ酸水溶液
・流速 0.20mL/分
・グラジエント 0〜100%(25分)
・固定相 Waters Atlantis T3(φ2.1×100mm)
・カラムオーブン温度 40℃
LC-MRM-MS / MS analysis LC-MRM-MS / MS analysis of MG-H1, AP, MG-H1-TNP and AP-TNP was performed under the following conditions. Each sample concentration was 10 nmol / L, and all were dissolved in 0.1% formic acid aqueous solution.
<HPLC conditions>
-Mobile phase MeOH-0.1% formic acid aqueous solution-Flow rate 0.20 mL / min-Gradient 0-100% (25 min)
・ Stationary phase Waters Atlantis T3 (φ2.1 × 100mm)
Column oven temperature 40 ℃

<MS条件>
・イオン化モード ESI−positive
・スキャン範囲 100〜500m/z
・ドライガス 330℃、8.0L/分
・ネブライザーガス 276kPa
・キャピラリー電圧 −2750V
・スキマー電圧 40V
・キャピラリー出口電圧 124V
・インジェクション体積 25μL
<MS conditions>
・ Ionization mode ESI-positive
・ Scanning range 100-500m / z
-Dry gas 330 ° C, 8.0 L / min-Nebulizer gas 276 kPa
・ Capillary voltage -2750V
-Skimmer voltage 40V
・ Capillary outlet voltage 124V
・ Injection volume 25μL

MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPのマスクロマトグラムを、それぞれ、図7、8に示す。図7の結果より、MG−H1のN末端アミノ基を2,4,6−トリニトロフェニル化することにより、ピーク強度が1500倍程度に増大することが確認された。   The mass chromatograms of MG-H1, AP, MG-H1-TNP, and AP-TNP are shown in FIGS. 7 and 8, respectively. From the results shown in FIG. 7, it was confirmed that the peak intensity increased to about 1500 times when the N-terminal amino group of MG-H1 was 2,4,6-trinitrophenylated.

検量線の作製ならびに検出限界および定量限界の決定
内部標準としてMG−H1−TNPの重水素化体(MG−H1−d3−TNP)を用いて、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの検量線を作製した。酸による分解の影響を避けるために、インジェクション直前に0.1%ギ酸水溶液を添加する手順(表1参照)で希釈を行い、高濃度側から測定を行った。まず、原液として、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの1μmol/mL水溶液を調製し、終濃度が400、200、40、20、4、2pmol/mLとなるように水で希釈した。各濃度について、これらの等モル混合物25μLに、MG−H1−d3−TNPの400pmol/mL水溶液25μLを加え、0.2%ギ酸水溶液50μLを加えて十分混和し、うち25μLをLC−MS分析に用いた。
Preparation of calibration curve and determination of detection limit and quantification limit MG-H1-TNP and AP-TNP calibration curves using deuterated form of MG-H1-TNP (MG-H1-d3-TNP) as an internal standard Was made. In order to avoid the influence of decomposition by acid, dilution was performed by a procedure (see Table 1) in which a 0.1% formic acid aqueous solution was added immediately before injection, and measurement was performed from the high concentration side. First, a 1 μmol / mL aqueous solution of MG-H1-TNP and AP-TNP was prepared as a stock solution, and diluted with water so that the final concentrations were 400, 200, 40, 20, 4, 2 pmol / mL. For each concentration, add 25 μL of a 400 pmol / mL aqueous solution of MG-H1-d3-TNP to 25 μL of these equimolar mixtures, add 50 μL of a 0.2% aqueous formic acid solution, and mix well, 25 μL of which for LC-MS analysis. Using.

Figure 2014010700
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得られた質量スペクトルにおけるMG−H1−TNPまたはAP−TNPと、MG−H1−d3−TNPとのピーク強度比をMG−H1−TNPまたはAP−TNPの濃度に対しプロットすることにより、図9および10に示す検量線が得られた。これらより、MG−H1−TNPについて、検出限界2.05pmol/mL、定量限界6.20pmol/mL、AP−TNPについて、検出限界0.11pmol/mL、定量限界0.33pmol/mLという結果が得られた。同様にCML−TNPについて検量線を作製し濃度換算すると、検出限界5.3nmol/L、定量限界16nmol/Lであった。また、CEL−TNPについては、検出限界2.7nmol/L、定量限界8.0nmol/Lであった。検量線については、相関係数0.996以上の良好な直線性が得られると共に、それぞれについてpmolレベル(濃度としてnM/Lレベル)での定量分析が可能であることが確認された。これらの数値は、従来より用いられている誘導体化剤であるダンシルクロリドやNDA(2,3−ナフタレンジアルデヒド)における検出限界の1/100〜1/200であり、2,4,6−トリニトロフェニル化により大幅な感度向上が可能であることを示している。   By plotting the peak intensity ratio of MG-H1-TNP or AP-TNP and MG-H1-d3-TNP in the obtained mass spectrum against the concentration of MG-H1-TNP or AP-TNP, FIG. A calibration curve shown in FIGS. From these, for MG-H1-TNP, the detection limit was 2.05 pmol / mL, the limit of quantification was 6.20 pmol / mL, and for AP-TNP, the detection limit was 0.11 pmol / mL and the limit of quantification was 0.33 pmol / mL. It was. Similarly, when a calibration curve was prepared for CML-TNP and the concentration was converted, the detection limit was 5.3 nmol / L and the quantification limit was 16 nmol / L. For CEL-TNP, the detection limit was 2.7 nmol / L and the quantification limit was 8.0 nmol / L. Regarding the calibration curve, it was confirmed that good linearity with a correlation coefficient of 0.996 or more was obtained, and that quantitative analysis at the pmol level (concentration nM / L level) was possible for each. These numerical values are 1/100 to 1/200 of the detection limit in dansyl chloride and NDA (2,3-naphthalenedialdehyde) which are conventionally used derivatizing agents, and 2,4,6-tri It shows that nitrophenylation can greatly improve sensitivity.

2,4,6−トリニトロフェニル化におけるpHの影響
実施例1および2においてMG−H1−TNPおよびAP−TNPのそれぞれの調製において、反応液のpHを7.5、8.0、8.5にした場合における誘導体化率を、LC−MS分析を用いて算出した。遠心エバポレータ処理により得られた乾固物を0.2%ギ酸水溶液100μLに溶解し、内部標準としてMG−H1−d3−TNPの200pmol/mL水溶液50μLを加え、十分に混和した後、25μLをLC−MS分析に供し、検量線法により2,4,6−トリニトロフェニル体の濃度を決定した。結果は、図11、12に示すとおりであり、MG−H1−TNPまたはAP−TNPのいずれの場合についても、pH8.5〜9.3で、定量的に誘導体化が可能であることが確認された。
Effect of pH on 2,4,6-trinitrophenylation In the preparation of MG-H1-TNP and AP-TNP in Examples 1 and 2, the pH of the reaction solution was adjusted to 7.5, 8.0, 8. The derivatization rate in the case of 5 was calculated using LC-MS analysis. Dissolve the dried product obtained by the centrifugal evaporator treatment in 100 μL of 0.2% formic acid aqueous solution, add 50 μL of 200 pmol / mL aqueous solution of MG-H1-d3-TNP as an internal standard, mix thoroughly, and then add 25 μL to LC. The sample was subjected to -MS analysis, and the concentration of 2,4,6-trinitrophenyl compound was determined by a calibration curve method. The results are as shown in FIGS. 11 and 12, and it is confirmed that derivatization can be quantitatively performed at pH 8.5 to 9.3 in either case of MG-H1-TNP or AP-TNP. It was done.

ラット血漿スパイク試験
SDラットのコントロール血漿に対し、MG−H1、APおよび内部標準であるMG−H1−d3をスパイクし、回収後、2,4,6−トリニトロフェニル化を行った。血漿に対する前処理は、図13に示すプロトコール(E.M.N. Nakashima et al., Anal. Biochem., 414, 109-116(2011)参照)に準拠して行い、スパイクしたMG−H1、APおよびMG−H1−d3の同時検出を試みた。標準添加法により作製した検量線を用いたLC−MS分析により、MG−H1およびAPについて、血漿中濃度の定量が可能であることが確認された。
Rat Plasma Spike Test MG-H1, AP and MG-H1-d3, which is an internal standard, were spiked into control plasma of SD rats, and after recovery, 2,4,6-trinitrophenylation was performed. Plasma pretreatment was performed according to the protocol shown in FIG. 13 (see EMN Nakashima et al., Anal. Biochem., 414, 109-116 (2011)), and spiked MG-H1, AP and MG-H1. Attempted simultaneous detection of -d3. LC-MS analysis using a calibration curve prepared by the standard addition method confirmed that the plasma concentration of MG-H1 and AP could be quantified.

Val−Tyrを用いた検討
AGE類であるMG−H1およびAPの代わりにジペプチドVal−Tyrを用いて、上記と同様の手順により、2,4,6−トリニトロフェニル化による検出感度の変化を検討した結果、MG−H1の場合と同様、2,4,6−トリニトロフェニル化によりピーク強度が約50倍に増大することが確認された(表2)。
Examination using Val-Tyr Using the dipeptide Val-Tyr instead of AGEs MG-H1 and AP, the change in detection sensitivity due to 2,4,6-trinitrophenylation was performed in the same procedure as above. As a result of the examination, it was confirmed that the peak intensity increased about 50 times by 2,4,6-trinitrophenylation as in the case of MG-H1 (Table 2).

ジペプチドを用いた検討
実施例8と実質的に同様にして下記ジペプチドを調製し、検出感度の変化を検討した。その結果を表2に示す。
Examination using dipeptide The following dipeptide was prepared in substantially the same manner as in Example 8, and the change in detection sensitivity was examined. The results are shown in Table 2.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

この発明は、例えば、生体内成分であるタンパク質が代謝過程で糖化等された最終糖化産物や中間産物等の代謝産物を始めとするアミノ酸誘導体をニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤により誘導体化したアミノ化合物であって、特に耐糖能異常の診断に有用な化合物であるところから、これらのあの化合物を迅速、高感度かつ高精度に定量することが可能である質量分析方法である。したがって、これらのアミノ化合物をバイオマーカーとしてアッセイすることにより様々な疾患の予防や診断に役立ち、これによりその疾患の予防薬や治療薬の開発に役に立つことが期待できる。   The present invention is, for example, an amino compound obtained by derivatizing an amino acid derivative including a metabolite such as a final glycation product or an intermediate product obtained by saccharifying a protein that is an in vivo component in a metabolic process with a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound. Since the compound is particularly useful for diagnosis of impaired glucose tolerance, it is a mass spectrometric method capable of quantifying these compounds quickly, with high sensitivity and high accuracy. Therefore, it can be expected that assaying these amino compounds as biomarkers will be useful for the prevention and diagnosis of various diseases, and thereby useful for the development of preventive and therapeutic agents for the diseases.

【0014】
[0071]
式[I’]において、R’は、前記Rと同じ意味を有する置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。
[0072]
本発明は、さらに別の形態として、上記のアミノ化合物の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。式[I’]において、R’は、前記Rと同じ意味を有する置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。
[0072−1]
本発明は、下記のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法およびバイオマーカーのアッセイ方法、ならびにアミノ化合物またはその塩を提供する。
[1] 一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析で測定するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法において、
[化18−1]

Figure 2014010700
式中、Rはアミノ置換基を意味し、
、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。
前記一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩のアミノ置換基が、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、
前記アミノ酸残基もしくは前記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[2] 前記[1]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[3] 前記[1]または[2]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[化18−2]
Figure 2014010700
式中、Rは前記と同じ意味を有する。
[4] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[化18−3]
Figure 2014010700
[化18−4]
Figure 2014010700
式中、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。
[5] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[化18−5]
Figure 2014010700
[化18−6]
Figure 2014010700
[0072−2]
[6] 一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩において、アミノ置換基がアミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、前記アミノ酸残基もしくは前記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[IIIa]で表されるニトロベンゼン化合物を反応させて一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を得る工程と、
上記工程で得られたアミノ化合物またはその塩を質量分析する工程を有することを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[化18−7]
Figure 2014010700
式中、Rはアミノ置換基を意味する。
[化18−8]
Figure 2014010700
式中、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。
[化18−9]
Figure 2014010700
式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味し、Rは前記と同じ意味を有する。
[7] 前記一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[IIIa]で表されるニトロベンゼン化合物の反応を、アルカリ性水溶液または水と有機溶媒の混合溶液であり、かつ前記溶液のpHが8〜10でおこなうことを特徴とする前記[6]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[8] 前記[6]または[7]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記反応が試料中で行われることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
[9] 前記[6]〜[8]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ酸誘導体またはその塩がバイオマーカーであることを特徴とするアミノ化合物の質量分析方法。
[0072−3]
[10] 前記[1]〜[9]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うことを特徴とするバイオマーカーのアッセイ方法。
[0072−4]
[11] 一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩であって、式[Ia]におけるアミノ置換基が、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはテロシンまたはそれらの置換体である質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[化18−10]
Figure 2014010700
式中、Rはアミノ置換基を意味し、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。
[12] 前記[11]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[13] 前記[11]または[12]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)の残基であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[14] 前記[13]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記最終糖化産物(AGE)が、アルギニン誘導体またはリジン誘導体であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[15] 前記[11]または[12]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合していることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[16] 前記[11]〜[15]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
[化18−11]
Figure 2014010700
式中、Rは前記と同じ意味を有する。
[0072−5]
[17] 一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
[化18−12]
Figure 2014010700
[化18−13]
Figure 2014010700
式中、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。
[18] 前記[17]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
[化18−14]
Figure 2014010700
[化18−15]
Figure 2014010700
発明の効果
[0073]
本発明によって、アミノ酸誘導体のN末端アミノ基を誘導体化することにより、質量分析におけるイオン化効率が向上し、試料中に少量しか存在しない最終糖化産物等の分子バイオマーカーやペプチドホルモンについても、質量分析方法を用いて迅速、高感度かつ高精度な定量分析が可能になる。したがって、本発明は、アミノ酸誘導体とニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤との誘導体化生成物である新規なアミノ化合物、好ましくはタンパク質の解糖等の反応中間産物である糖化タンパク質分解物がニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤で誘導体化された、耐糖能異常の診断に有用な新規な糖化タンパク質分解物誘導体を提供する。また、本発明は、そのアミノ化合物についての迅速、高感度かつ高精度な定量が可能な質量分析方法およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。
図面の簡単な説明
[0074]
[図1]メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。
[図2]MG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1−TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。
[図3]アルグピリミジン(AP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。
[図4]APの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP−TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。
[図5]質量スペクトルより予測されるMG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1−TNP)のフラグメンテーションパターンを示す[0014]
[0071]
In the formula [I ′], R ′ means a substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R, and Z ′ means a derivatized residue.
[0072]
As yet another embodiment, the present invention provides a biomarker assay method for quantifying the biomarker concentration in a biological sample using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method for amino compounds described above. In the formula [I ′], R ′ means a substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R, and Z ′ means a derivatized residue.
[0072-1]
The present invention provides the following mass spectrometry method and biomarker assay method of an amino compound or a salt thereof, and an amino compound or a salt thereof.
[1] In a mass spectrometry method for an amino compound or a salt thereof, wherein the amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof is measured by mass spectrometry.
[Formula 18-1]
Figure 2014010700
Where R represents an amino substituent,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.
The amino substituent of the amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof is an amino acid residue, a substituted amino acid residue or a peptide residue;
The amino acid residue or amino acid of the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline , Arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine, or a substitute thereof, A mass spectrometric method for an amino compound or a salt thereof
[2] The mass spectrometric method of the amino compound or the salt thereof according to [1], wherein the amino acid residue or the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is arginine, lysine, valine, A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which is tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan, or a substituted product thereof.
[3] A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to [1] or [2], wherein the amino compound is represented by the general formula [Ii], or an amino compound thereof Salt mass spectrometry.
[Chemical 18-2]
Figure 2014010700
In the formula, R has the same meaning as described above.
[4] A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to any one of [1] to [3], wherein the amino compound is derived from nitrophenylated methylglyoxal represented by the general formula [Ib] A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which is a hydroimidazolone derivative or a nitrophenylated argypyrimidine derivative represented by the general formula [Ic].
[Chemical Formula 18-3]
Figure 2014010700
[Formula 18-4]
Figure 2014010700
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.
[5] A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to any one of [1] to [4], wherein the amino compound is trinitrophenylated methylglyoxal represented by the structural formula [Iiii] A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which is a hydronitroazolone derivative or a trinitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the structural formula [Iiii].
[Formula 18-5]
Figure 2014010700
[Formula 18-6]
Figure 2014010700
[0072-2]
[6] In the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof, the amino substituent is an amino acid residue, a substituted amino acid residue or a peptide residue, and the amino acid residue or the amino acid of the substituted amino acid residue Or the constituent amino acids of the peptide residues are alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine Or reacting an amino acid derivative or a salt thereof as a substitute thereof with a nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa] to obtain an amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof;
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, comprising a step of mass-analyzing the amino compound or a salt thereof obtained in the above step.
[Chemical Formula 18-7]
Figure 2014010700
In the formula, R means an amino substituent.
[Formula 18-8]
Figure 2014010700
In the formula, X represents an amino group-reactive functional group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group To do. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.
[Formula 18-9]
Figure 2014010700
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group, and R has the same meaning as described above.
[7] The reaction of the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa] is an alkaline aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent, and The method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to the above [6], wherein the pH of the solution is 8 to 10.
[8] A mass spectrometric method for the amino compound or salt thereof according to [6] or [7], wherein the reaction is carried out in a sample.
[9] A mass spectrometry method of the amino compound or salt thereof according to any one of [6] to [8], wherein the amino acid derivative or salt thereof is a biomarker. Analysis method.
[0072-3]
[10] Quantifying the biomarker concentration in the biological sample using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method of the amino compound or salt thereof according to any one of [1] to [9] A biomarker assay method characterized by the above.
[0072-4]
[11] An amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof, wherein the amino substituent in the formula [Ia] is an amino acid residue, a substituted amino acid residue or a peptide residue, The amino acid of the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine , An amino compound for mass spectrometry which is valine, tryptophan or telosin or a substitute thereof, or a salt thereof.
[Chemical Formula 18-10]
Figure 2014010700
In the formula, R represents an amino substituent, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.
[12] The amino compound or a salt thereof according to [11] above, wherein the amino acid residue or substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, An amino compound or a salt thereof for mass spectrometry, which is glycine, histidine, glutamic acid, tryptophan, or a substituted product thereof.
[13] The amino compound or salt thereof according to [11] or [12] above, wherein the substituted amino acid residue is a residue of a final glycation product (AGE). An amino compound or a salt thereof.
[14] The amino compound or salt thereof for mass spectrometry, wherein the amino compound or salt thereof according to the above [13], wherein the final glycation product (AGE) is an arginine derivative or a lysine derivative.
[15] The amino compound or the salt thereof according to [11] or [12], wherein the peptide of the peptide residue is a peptide bond of 2 to 10 amino acids. An amino compound for analysis or a salt thereof.
[16] The amino compound or the salt thereof according to any one of [11] to [15], wherein the amino compound is represented by the general formula [Ii] Compound or salt thereof.
[Chemical Formula 18-11]
Figure 2014010700
In the formula, R has the same meaning as described above.
[0072-5]
[17] An amino compound or a salt thereof, which is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic] .
[Chemical Formula 18-12]
Figure 2014010700
[Chemical Formula 18-13]
Figure 2014010700
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.
[18] The amino compound or the salt thereof according to [17], wherein the amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iiii] or the structural formula [Iiii] An amino compound or a salt thereof, which is a trinitrophenylated argypyrimidine derivative represented by the formula:
[Formula 18-14]
Figure 2014010700
[Chemical Formula 18-15]
Figure 2014010700
Effects of the Invention [0073]
By derivatizing the N-terminal amino group of an amino acid derivative according to the present invention, ionization efficiency in mass spectrometry is improved, and mass spectrometry is also performed for molecular biomarkers such as final glycation products and peptide hormones that exist only in a small amount in a sample. The method enables rapid, highly sensitive and accurate quantitative analysis. Accordingly, the present invention provides a novel amino compound that is a derivatization product of an amino acid derivative and a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound, preferably a glycated protein degradation product that is a reaction intermediate product such as protein glycolysis is a nitrobenzene compound or the like. The present invention provides a novel glycated protein hydrolyzate derivative that is derivatized with a derivatizing agent useful for diagnosing abnormal glucose tolerance. The present invention also provides a mass spectrometric method capable of rapid, highly sensitive and highly accurate quantification of the amino compound, and a biomarker assay method using the same.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0074]
FIG. 1 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1).
FIG. 2 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative (MG-H1-TNP) of MG-H1.
FIG. 3 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of argypirimidine (AP).
FIG. 4 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of AP (AP-TNP).
FIG. 5 shows a fragmentation pattern of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of MG-H1 (MG-H1-TNP) predicted from a mass spectrum.

本発明は、アミノ化合物およびその高感度質量分析方法ならびにバイオマーカーのアッセイ方法に関する。更に詳しくは、最終糖化産物を始めとするアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物およびその塩、ならびにこのアミノ化合物を迅速に高感度かつ高精度で定量が可能な質量分析方法、およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法に関するものである。   The present invention relates to an amino compound, a high-sensitivity mass spectrometry method thereof, and a biomarker assay method. More specifically, an amino compound obtained by derivatization of an amino acid derivative such as a final saccharified product and a nitrobenzene compound and a salt thereof, and a mass spectrometric method capable of quantifying the amino compound quickly with high sensitivity and high accuracy , And a biomarker assay method using the same.

糖尿病は、血糖値が病的に高い状態をいうが、血糖値の異常に起因する急性症状以外に、高血糖状態が長期間継続することに伴い、種々の臓器が障害を受け、糖尿病慢性期合併症を発症すると、治療が非常に困難になるため、早期に発症を診断し、生活習慣の改善、経口血糖降下薬の投与、インスリン注射等の処置を開始することが重要である。   Diabetes is a condition in which the blood sugar level is pathologically high. In addition to acute symptoms caused by abnormal blood sugar levels, various organs are damaged as hyperglycemia continues for a long period of time. When complications develop, it becomes very difficult to treat, so it is important to diagnose the onset at an early stage and start treatment such as lifestyle improvement, oral hypoglycemic drug administration, and insulin injection.

しかし、生活習慣病を主因とする糖尿病患者数は年々増加の一途を辿っており、厚生労働省の推計では900万人を超えるのはもはや時間の問題と言われている。その糖尿病患者数に加えて、いわゆる糖尿病予備軍が1000万人以上いると推定されることから、糖尿病疾患患者数は近い将来激増することは想像に難くない。しかしながら、実際に糖尿病の治療を受けている患者はわずか300万人足らずであり、また十分な診断を受けずに放置して治療が遅れたために腎症に至る患者が、毎年1万人ずつ増加し続けているのが現状である。その上、糖尿病の患者の約半数は心筋梗塞や脳梗塞等の虚血性疾患で死亡していることを考え合わせると、糖尿病とその合併症、ならびにいわゆる隠れ糖尿病(糖尿病前症)に対する対策は、医療経済からしても極めて重要である。とりわけ、健康診断の血糖値測定のみでは判定が極めて困難な潜在的糖尿病予備軍である糖尿病前症に対する対策、つまり早期診断方法と治療システムの確立は急務である。   However, the number of diabetic patients, mainly caused by lifestyle-related diseases, has been increasing year by year. According to estimates by the Ministry of Health, Labor and Welfare, over 9 million people are no longer a matter of time. In addition to the number of diabetic patients, it is estimated that there are more than 10 million so-called diabetic reserves, so it is not difficult to imagine that the number of diabetic patients will increase dramatically in the near future. However, only 3 million patients are actually undergoing treatment for diabetes, and the number of patients who suffer from nephropathy due to delay in treatment without sufficient diagnosis increases by 10,000 each year. This is the current situation. In addition, considering that about half of all diabetic patients die from ischemic diseases such as myocardial infarction and cerebral infarction, measures against diabetes and its complications, and so-called hidden diabetes (prediabetes), It is extremely important from the medical economy. In particular, there is an urgent need to establish a countermeasure for prediabetes, which is a potential diabetic army that is extremely difficult to determine only by measuring blood glucose levels in health examinations, that is, an early diagnosis method and a treatment system.

しかも、近年、糖尿病前症の中でも、空腹時血糖値(FPG)は正常であるのに、耐糖能障害(IGT)のために食後血糖値が極端に高くなり、これにより心血管障害を引き起こす患者が増加していることが指摘されている。このため、米国糖尿病学会や世界保健機構は、糖尿病前症をれっきとした疾患と定め、生活習慣の質的改善と薬物治療による糖尿病前症のIGT改善の重要性を唱えている。前述したように、このような糖尿病前症といわれる患者は、日本でも、推定1000万人を超えていると考えられるところから、糖尿病前症に対する予防ならびに治療対策は極めて重要である。   Moreover, in recent years, among prediabetes patients, fasting blood glucose level (FPG) is normal, but postprandial blood glucose level becomes extremely high due to impaired glucose tolerance (IGT), thereby causing cardiovascular disorder It is pointed out that there is an increase. For this reason, the American Diabetes Association and the World Health Organization define pre-diabetes as a prevalent disease and advocate the importance of improving quality of life and improving IGT of pre-diabetes by drug treatment. As described above, such prediabetic patients are estimated to exceed an estimated 10 million people in Japan. Therefore, prevention and treatment measures for prediabetes are extremely important.

日本糖尿病学会では、糖尿病前症や糖尿病の診断基準として、一次健康診断では空腹時血糖値(FPG)、また二次健康診断では経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)の実施を指導してきた。糖尿病前症患者の耐糖能障害は、一次健康診断のFPG検査やグリコヘモグロビン(HbA1c)検査だけでは正確に診断することが困難であるところから、一次健康診断で糖尿病前症が疑われる被検者に対しては、OGTTの二次健康診断の受診を勧められている。しかしながら、このOGTTは、被験者の長い拘束時間や簡便性に欠けている上に、糖(グルコース)負荷という身体的負担を課するとともに急激な血糖値上昇等の危険が伴う等の問題があり、一般の健康診断での血液検査による血糖値検査法のように普及していないのが実情である。その結果、潜在的な糖尿病前症の多くが、OGTTの二次健康診断の受診を怠ってしまい、糖尿病やその合併症を自覚することなく未治療のまま真性の糖尿病に進行し、さらに重篤な合併症を発症するか、または腎透析を余儀なくされるに至っている。   The Japan Diabetes Society has guided the implementation of fasting blood glucose (FPG) in the primary health checkup and oral glucose tolerance test (OGTT) in the secondary health checkup as diagnostic criteria for prediabetes and diabetes. Glucose intolerance in pre-diabetic patients is difficult to accurately diagnose only by the FPG test and glycated hemoglobin (HbA1c) test in the primary health checkup. Is recommended to take a secondary health checkup for OGTT. However, this OGTT lacks the subject's long restraint time and convenience, and also has a problem such as imposing a physical burden of sugar (glucose) load and accompanying danger such as a rapid increase in blood glucose level, The reality is that it is not as widespread as the blood glucose testing method by blood tests in general health examinations. As a result, many potential prediabetics have failed to undergo a second OGTT health checkup, progressing to true diabetes without being aware of diabetes or its complications, and more severe Complications or necessitating renal dialysis.

一次健康診断では、通常、空腹時血糖(FPG)、随時血糖あるいはグリコヘモグロビン(HbA1c)を判定指標とした検査が実施されていて、FPG値が100mg/dL以上、またはHbA1c値が5.2%以上であれば、インスリン抵抗性もしくはそれによるIGTの疑いありと診断されている。しかし、インスリン抵抗性によるIGTは、食後高血糖が主たる初期変化として現れてくることから、従来の一次健康診断で使用されているいずれの指標も精度の点で不十分と言わざるを得ず、従来の一次健康診断法は、糖尿病前症の早期診断としては利用することができない。   In the primary health examination, a test is usually performed using fasting blood glucose (FPG), occasional blood glucose or glycated hemoglobin (HbA1c) as a determination index, and the FPG value is 100 mg / dL or higher, or the HbA1c value is 5.2%. If it is above, it is diagnosed that there is a suspicion of insulin resistance or IGT caused by it. However, since IGT due to insulin resistance appears as a major initial change after postprandial hyperglycemia, it is necessary to say that any index used in the conventional primary health check is insufficient in terms of accuracy, Conventional primary health checkup methods cannot be used as an early diagnosis of prediabetes.

そこで、現実的には、一次健康診断において、これらの指標を用いてインスリン抵抗性あるいはIGTが疑われる被検者に対して、二次健康診断あるいはそれ以降の健康診断で75g経口ブドウ糖負荷試験(75g OGTT)、血中インスリン、HOMA−R等の検査により、インスリン抵抗性もしくはIGTが陽性であるかどうかを検査して、糖尿病前症の確定診断がなされている。これらの検査は、当然のことながら費用も手間もかかることになる。   Therefore, in reality, in a primary health checkup, a subject who is suspected of having insulin resistance or IGT using these indexes is subjected to a 75 g oral glucose tolerance test (secondary health checkup or subsequent health checkup ( 75 g OGTT), blood insulin, HOMA-R and the like are tested to determine whether insulin resistance or IGT is positive, and a definitive diagnosis of prediabetes has been made. Of course, these inspections are expensive and troublesome.

そこで、もし一次健康診断で用いた同じ血糖測定用採血サンプルでOGTTと同等の精度で糖尿病前症の診断を確定できる方法があれば、糖尿病前症患者の検出率は飛躍的に向上するとともに、二次健康診断でのOGTT検査は不要となり、世界保健機構等が提唱する糖尿病前症の早期診断ならびに治療による糖尿病化阻止戦略を強力に推し進めることが可能となる。   Therefore, if there is a method that can confirm the diagnosis of prediabetes with the same accuracy as OGTT with the same blood sample for blood glucose measurement used in the primary health checkup, the detection rate of prediabetic patients will improve dramatically, The OGTT test in the secondary health checkup is unnecessary, and it is possible to strongly promote the strategy for preventing diabetes by early diagnosis and treatment of prediabetes proposed by the World Health Organization.

他方、近年、糖尿病慢性期合併症のリスクファクターとして、種々の最終糖化産物が注目を集めている。最終糖化産物(AGE類)は、糖化タンパク質、メイラード反応産物等とも呼ばれ、グルコース等の還元糖とタンパク質のアミノ基との非酵素的な反応により生成する種々の構造を有するタンパク質誘導体である。AGE類は、細胞外マトリックスタンパク質、膜タンパク質および細胞内タンパク質の糖化修飾に起因するこれらのタンパク質の機能及びそれに依存する細胞機能の破綻、あるいはAGE類をリガンドとするレセプターが引き起こす細胞応答の結果として、種々の病変の発症及び増悪に関与している。例えば、AGE類レセプターの1つであるRAGE類によってAGE類が認識されると、細胞内NADPHオキシダーゼによる細胞内酸化ストレス物質の産生が亢進し、これが上皮細胞における遺伝子発現を変化させることにより、種々の糖尿病性血管障害が発症すると考えられている(非特許文献1参照)。   On the other hand, in recent years, various final glycation products have attracted attention as risk factors for chronic complications of diabetes. Final glycated products (AGEs) are also called glycated proteins, Maillard reaction products, and the like, and are protein derivatives having various structures generated by non-enzymatic reaction between a reducing sugar such as glucose and the amino group of the protein. AGEs are the result of disruption of the functions of these proteins resulting from glycation modification of extracellular matrix proteins, membrane proteins, and intracellular proteins, and cell functions dependent on them, or the cellular responses caused by receptors with AGEs as ligands. Involved in the development and exacerbation of various lesions. For example, when AGEs are recognized by RAGEs, which are one of the AGE receptors, the production of intracellular oxidative stress substances by intracellular NADPH oxidase is enhanced, which changes gene expression in epithelial cells, It is thought that the diabetic vascular disorder of the other will develop (refer nonpatent literature 1).

AGE類の中でも、解糖系の中間体または副産物として産生されるグリセルアルデヒドやメチルグリオキサール(MG)に由来するものは、糖尿病および耐糖能異常の発症および予後予測等に関する診断マーカーとして期待を集めている(非特許文献2、3、4、5)。   Among AGEs, those derived from glyceraldehyde and methylglyoxal (MG), which are produced as glycolytic intermediates or by-products, are expected to be diagnostic markers for the onset and prognosis of diabetes and impaired glucose tolerance. (Non-Patent Documents 2, 3, 4, 5).

非特許文献2には、2型糖尿病患者の血清について、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールのポリクロナール抗体を用いたELISA系で測定した結果、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルが同齢健常人に比較して増加しているとの報告がなされている。同非特許文献2は、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルと、AGE類の1種であるNε−(カルボニルメチル)リジンの血清レベルとの間には、同様に有意な相関関係があるが、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾールの血清レベルは、空腹時血糖の血漿レベルやヘモグロビンレベルとは関連性はなかったと報告している。   Non-patent document 2 shows that the serum level of methylglyoxal-derived hydroimidazole was measured in an ELISA system using a polyclonal antibody of methylglyoxal-derived hydroimidazole for the serum of type 2 diabetic patients. It has been reported that it has increased. The non-patent document 2 shows that there is a significant correlation between the serum level of methylglyoxal-derived hydroimidazole and the serum level of Nε- (carbonylmethyl) lysine, which is one of AGEs, Serum levels of methylglyoxal-derived hydroimidazoles have been reported to be unrelated to fasting blood glucose plasma levels or hemoglobin levels.

非特許文献3は、LC/MS/MSを用いて1型糖尿病患者の血漿を測定した結果、タンパク質の糖化または酸化による付加生成物の濃度ならびにその遊離残基(free adduct)の濃度が増加していることを示している。例えば、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロンやグリオキサール由来ヒドロイミダゾロンあるいはその他のAGE類であるNε−(カルボニルメチル)リジン、Nε−(カルボニルエチル)リジン、ならびにこれらの遊離付加物(free adduct)が増加していることが報告されている。   In Non-patent Document 3, as a result of measuring plasma of a type 1 diabetic patient using LC / MS / MS, the concentration of an adduct due to glycation or oxidation of protein and the concentration of its free adduct increased. It shows that. For example, methyl glyoxal-derived hydroimidazolone, glyoxal-derived hydroimidazolone or other AGEs such as Nε- (carbonylmethyl) lysine, Nε- (carbonylethyl) lysine, and free adducts thereof are increased. It has been reported that

非特許文献4は、1型糖尿病患者の血漿をタンデム質量分析した結果、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン遊離付加物が糖尿病患者のマーカーとして優れていることを示唆している。   Non-patent document 4 suggests that methylglyoxal-derived hydroimidazolone free adduct is an excellent marker for diabetic patients as a result of tandem mass spectrometry of plasma of type 1 diabetic patients.

非特許文献5は、1型糖尿病患者の血漿ならびに尿サンプルをLC−MS/MSで測定した結果、糖負荷後の血糖値とインスリン値の上昇に加えて、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾール遊離付加物を初めとして、Nε−(カルボニルメチル)リジン、Nε−(カルボニルエチル)リジン、グリオキサール由来ヒドロイミダゾロン、Nδ−[5−(2,3,4−トリヒドロキシブチル)−5−ヒドロ4−イミダゾロン2−イル]−オルニチン(3DG−H1)等のfree adductも増加することを報告している。即ち、この論文は、食後には高血糖になるだけでなく、高カルボニルストレス状態も誘発されることを示している。さらに、この文献には、メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン遊離付加物の他、アルグピリミジンを含む多くのAGE類、ならびにアミノ酸(アルギニン、リジン、メチオニン、チロシンおよびトリプトファン)についてのタンデム質量分析結果が記載されている。   Non-patent document 5 shows that as a result of measuring plasma and urine samples of type 1 diabetic patients by LC-MS / MS, in addition to an increase in blood glucose level and insulin level after glucose loading, methylglyoxal-derived hydroimidazole free adduct was added. First, Nε- (carbonylmethyl) lysine, Nε- (carbonylethyl) lysine, glyoxal-derived hydroimidazolone, Nδ- [5- (2,3,4-trihydroxybutyl) -5-hydro-4-imidazolone 2- Ill] -ornithine (3DG-H1) and other free adducts have also been reported to increase. That is, this paper shows that not only hyperglycemia occurs after meals, but also a high carbonyl stress state is induced. Furthermore, this document describes tandem mass spectrometry results for many AGEs including argypirimidine and amino acids (arginine, lysine, methionine, tyrosine and tryptophan) in addition to methylglyoxal-derived hydroimidazolone free adduct. ing.

上述したように、これらのAGE類をタンデム質量(MS/MS)分析する手法が報告されている。しかしながら、これらのAGE類についての測定は、ELISA法等の免疫化学的手法を用いた総量評価以外に有効な手法が存在しないのが現状であり(特許文献1)、個別のAGE類およびその分解産物について確立した測定法は殆ど存在しておらず、ましてや臨床に応用可能な測定法は存在してないと言わざるを得ない。これらの個別のAGE類の定量は、糖尿病および耐糖能異常の診断のみならず、メタボローム解析等においても有用であることから、AGE類についてより迅速に高感度かつ高精度に個別の化合物を測定できるアッセイ法が強く望まれている。   As described above, a technique for analyzing these AGEs by tandem mass (MS / MS) has been reported. However, there is currently no effective method for measuring these AGEs other than the total amount evaluation using an immunochemical method such as an ELISA method (Patent Document 1). There is almost no established measurement method for products, and it must be said that there is no measurement method that can be applied clinically. Since the quantification of these individual AGEs is useful not only in the diagnosis of diabetes and impaired glucose tolerance but also in metabolome analysis, etc., individual compounds can be measured more quickly and with high sensitivity and high accuracy for AGEs. An assay is highly desired.

AGE類分析の他に、アミノ酸分析も、臨床分野、例えば先天的な代謝障害のアッセイにとって非常に重要であり、また診断のバイオマーカー検索に使用できる可能性を持っている。アミノ酸分析は、例えば、先天性アミノ酸症の診断や、肝臓機能障害の重症度や治療の指針等として使用されている。また、最近の報告では、アミノ酸のプロファイルが、慢性C型肝炎患者の進行型線維症等の診断に応用されている。さらに、アミノ酸のプロファイルを指標として用いて、生物の健康度合いの分析の可能性までも報告されている(非特許文献6)。   In addition to AGE analysis, amino acid analysis is also very important for clinical fields such as innate metabolic disorder assays and has the potential to be used for diagnostic biomarker searches. Amino acid analysis is used, for example, as a diagnosis of congenital amino acidosis, the severity of liver dysfunction, and a guideline for treatment. In recent reports, amino acid profiles have been applied to the diagnosis of progressive fibrosis and the like in patients with chronic hepatitis C. Furthermore, the possibility of analyzing the degree of health of living organisms using an amino acid profile as an index has been reported (Non-patent Document 6).

上述したようなアミノ酸分析のために、アミノ酸自動分析装置が開発された。この装置はニンヒドリン試薬を用いたアミノ酸の比色を測定するものであり、分析には非常に時間を要するものである。   An amino acid automatic analyzer has been developed for amino acid analysis as described above. This apparatus measures the colorimetric color of amino acids using a ninhydrin reagent and requires a very long time for analysis.

上記のような比色測定方法の他に、プレカラム誘導体化法が開発され、このプレカラム誘導体化法に使用する誘導体化剤も様々なものが開発されている(非特許文献6)。しかし、この誘導体化法は複雑で時間を要する技術である。さらに、この誘導体化法と質量分析方法を組み合わせた自動アミノ酸分析方法も開発されているが、この方法にしても更なる改良が求められていた。   In addition to the colorimetric measurement method as described above, a precolumn derivatization method has been developed, and various derivatizing agents used for the precolumn derivatization method have been developed (Non-patent Document 6). However, this derivatization method is a complicated and time-consuming technique. Furthermore, an automatic amino acid analysis method combining this derivatization method and a mass spectrometry method has also been developed, but further improvement has been demanded for this method.

特開2008−224453号公報JP 2008-224453 A

Marie-Paule Wautier他著、「Activation of NADPH oxidase by AGE links oxidant stress to altered gene expression via RAGE」、American Journal of Physiology -Endocrinology and Metabolism、(米国)、アメリカ生理学会(American Physiological Society)、2001年5月、第280巻、E685−E694Marie-Paule Wautier et al., "Activation of NADPH oxidase by AGE links oxidant stress to altered gene expression via RAGE", American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, (USA), American Physiological Society, 2001, 5 Moon, Volume 280, E685-E694 Kilhovd, B.K., et al. Metabolism, Vol 52, No 2 (February), 2003: pp. 163-167Kilhovd, B.K., et al. Metabolism, Vol 52, No 2 (February), 2003: pp. 163-167 Rabbani, N., and Thornalley, P.J. Amino Acids DOI 10.1007/s00726-010-0783-0Rabbani, N., and Thornalley, P.J.Amino Acids DOI 10.1007 / s00726-010-0783-0 Ahmed, N., et al. Diabetologia (2005) 48: 1590-1603Ahmed, N., et al. Diabetologia (2005) 48: 1590-1603 Ahmed, N., et al. Diabetes Care, Vol. 28, No. 10, October 2005, pp. 2465-2471Ahmed, N., et al. Diabetes Care, Vol. 28, No. 10, October 2005, pp. 2465-2471 Shimbo, K., et al. Biomed. Chromatogr. 2010; 24: 683-691.Shimbo, K., et al. Biomed. Chromatogr. 2010; 24: 683-691.

そこで、本発明者らは、かかる事情に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、AGE類のメチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)ならびにアルグピリミジン(AP)の末端アミノ基をニトロベンゼン系化合物で誘導体化することによって、質量分析における感度が大幅に向上する上に、AGE類に加えて、その他のアミノ酸誘導体またはペプチド等のアミノ化合物にも応用できることを見いだして、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have determined that the terminal amino groups of AGEs, such as methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivatives (MG-H1) and argypirimidine (AP), are nitrobenzene compounds. By derivatizing, the sensitivity in mass spectrometry was greatly improved, and in addition to AGEs, it was found that it could be applied to other amino acid derivatives or amino compounds such as peptides, and the present invention was completed. .

したがって、本発明は、特に最終糖化産物を始めとするアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物およびその塩、ならびにこのアミノ化合物を迅速に高感度かつ高精度で定量が可能な質量分析方法、およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention enables amino acid compounds and salts thereof obtained by derivatization of amino acid derivatives, particularly final glycation products, and nitrobenzene compounds, and quantification of amino compounds quickly and with high sensitivity. It is an object of the present invention to provide a mass spectrometric method and a biomarker assay method using the same.

上記目的を達成するために、本発明は、一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an amino compound represented by the general formula [I] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent and Z means a nitrophenyl group.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ置換基が、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基または該アミノ酸残基ならびに/もしくは置換アミノ酸残基がペプチド結合したペプチド残基であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof in which the amino substituent is an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue in which the amino acid residue and / or the substituted amino acid residue is a peptide bond. provide.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体、好ましくはアルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a preferred embodiment of the present invention, the amino acid residue or substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine. , Lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine or a substitute thereof, preferably arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan or a substitute thereof An amino compound or a salt thereof is provided.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)、好ましくはアルギニン誘導体またはリジン誘導体の残基であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof in which the substituted amino acid residue is a residue of a final glycation product (AGE), preferably an arginine derivative or a lysine derivative.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合しているアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment, the present invention provides an amino compound or a salt thereof, wherein the peptide of the above peptide residue is a peptide bond of 2 to 10 amino acids.

本発明は、その好ましい別の態様として、上記ニトロフェニル基が、一般式[IIIb]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, an amino compound or a salt thereof, in which the nitrophenyl group is represented by the general formula [IIIb], is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[IIIb]において、R、R、R、RおよびRはいずれも同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。 In the formula [IIIb], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is an amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ia]において、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ前記と同じ意味を有する。 In the formula [Ia], R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい別の態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されるアミノ化合物またはその塩を提供する。   As another preferred embodiment of the present invention, the amino compound is an amino compound represented by the general formula [Ii] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ii]において、Rは前記と同じ意味を有する。     In the formula [Ii], R has the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic]. An amino compound or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
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Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ib]及び[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。 In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a trinitrophenylated argon represented by the structural formula [Iiii]. An amino compound which is a pyrimidine derivative or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

本発明は、その別の形態として、一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析で測定するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   This invention provides the mass spectrometry method of the amino compound or its salt which measures the amino compound or its salt represented with general formula [I] by mass spectrometry as another form.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、Rはアミノ置換基、例えば、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent, for example, an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue, and Z means a nitrophenyl group.

本発明は、その好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for the amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ia]において、R、R、R、RおよびRはいずれも同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味し、Rは前記と同じ意味を有する。 In the formula [Ia], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group, and R has the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic]. A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ib]及び[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。 In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   In a more preferred embodiment of the present invention, the amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or an amino compound represented by the structural formula [Iiii] or a salt thereof. A mass spectrometry method is provided.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

本発明は、その別の形態として、一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物を反応させて一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を得る工程と、
上記工程で得られたアミノ化合物またはその塩を質量分析する工程を有するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。
As another form of the present invention, the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [III] are reacted to represent the general formula [I]. Obtaining an amino compound or a salt thereof;
Provided is a method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which comprises a step of mass-analyzing the amino compound or a salt thereof obtained in the above step.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[II]において、Rは、アミノ置換基、例えば、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味する。   In the formula [II], R means an amino substituent, for example, an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[III]において、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [III], X means an amino group-reactive functional group, and Z means a nitrophenyl group.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I]において、RおよびZは、前記と同じ意味を有する。   In the formula [I], R and Z have the same meaning as described above.

本発明は、そのより好ましい態様として、前記一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物の反応を、アルカリ性水溶液または水と有機溶媒の混合溶液であり、かつ前記溶液のpHが8〜10でおこなうことを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a more preferred embodiment of the present invention, the reaction of the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [III] is carried out by using an alkaline aqueous solution or water and an organic solvent. Provided is a mass spectrometric method for an amino compound or a salt thereof, which is a mixed solution and the pH of the solution is 8 to 10.

本発明は、その好ましい態様として、上記反応が試料中で行われるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As a preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for amino compounds or salts thereof in which the above reaction is carried out in a sample.

本発明は、そのより好ましい態様として、上記アミノ酸誘導体またはその塩がバイオマーカーであるアミノ化合物の質量分析方法を提供する。   As a more preferred embodiment, the present invention provides a mass spectrometric method for amino compounds in which the amino acid derivative or salt thereof is a biomarker.

本発明は、さらに別の形態として、一般式[I']で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、上記誘導体化残基の誘導体化剤が、1−ピレンスルホニルクロライド(PSC)、ダンシルクロライド(DNS−Cl)等のスルホニル化合物;9−フルオレニルメチルクロロホルメート(FMOC)、4−ジメチルアミノスルホニル−7−フルオロベンゾキサジアゾール(DBD−F)、4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−F)、2、3−ナフタレンジアルデヒド(NDA);3−アミノピリジル−N−ヒドロキシサクシニミジルカルバメート(APDS)等のカルバメート化合物;3−クロロカルボニル−6、7−ジメトキシ−1−メチル−2−キノキサリノン(DMEQ−COCl)、3−ニトロフェニルイソチオシアネート、3−ピリジルイソチオシアネート、4−(ジメチルアミノ)フェニルイソチオシアネート、フルオレセイン−5−イソチオシアネート(FITC)等のイソチオシアネート化合物;ジエチルエトキシメチレンマロネート等のマロネート化合物、(5−サクシニミドキシ−5−オキソペンチル)トリフェニルホスホニウムブロミド(SPTPP)等のホスホニウム化合物;または2−クロロ−1−メチルピリジニウム塩等のピリジニウム化合物であるアミノ化合物またはその塩の質量分析方法を提供する。   As another embodiment, the present invention provides a method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, wherein the amino compound represented by the general formula [I ′] or a salt thereof is subjected to mass spectrometry, wherein the derivatization residue is derivatized. Agents are sulfonyl compounds such as 1-pyrenesulfonyl chloride (PSC) and dansyl chloride (DNS-Cl); 9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOC), 4-dimethylaminosulfonyl-7-fluorobenzoxadiazole (DBD-F), 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan (NBD-F), 2,3-naphthalenedialdehyde (NDA); 3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (APDS), etc. Carbamate compound; 3-chlorocarbonyl-6,7-dimethoxy-1-methyl-2-quinoxalinone ( MEQ-COCl), 3-nitrophenyl isothiocyanate, 3-pyridyl isothiocyanate, 4- (dimethylamino) phenyl isothiocyanate, fluorescein-5-isothiocyanate (FITC), and the like; diethyl ethoxymethylene malonate, etc. Mass spectrometric method of amino compound or salt thereof which is a malonate compound, a phosphonium compound such as (5-succinimidoxy-5-oxopentyl) triphenylphosphonium bromide (SPTPP); or a pyridinium compound such as 2-chloro-1-methylpyridinium salt I will provide a.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I']において、R’は、前記Rと同じ意味を有する置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。   In the formula [I ′], R ′ means a substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R, and Z ′ means a derivatized residue.

本発明は、さらに別の形態として、上記のアミノ化合物の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。   As yet another embodiment, the present invention provides a biomarker assay method for quantifying the biomarker concentration in a biological sample using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method for amino compounds described above.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
[1] 一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析で測定するアミノ化合物またはその塩の質量分析方法において、

Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味し、
、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。)
式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩におけるアミノ置換基が、置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、
記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であり、
かつ、前記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)の残基である、または前記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合しているペプチドであることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。

[2] 前記[1]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記最終糖化産物(AGE)が、置換アルギニン誘導体または置換リジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。

[3] 前記[1]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記最終糖化産物(AGE)が、グリオキサールヒドロイミダゾロン、メチルグリオキサールヒドロイミダゾロン、アルグピリミジン、カルボキシメチルリジン、カルボキシエチルリジンからなる群から選択されるいずれかの最終糖化産物(AGE)であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。

] 前記[]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。

] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
(式中、Rは前記と同じ意味を有する。)

] 前記[1]〜[]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。)

] 前記[1]〜[]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、
構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700

Figure 2014010700
That is, the present invention relates to the following inventions.
[1] In a mass spectrometry method for an amino compound or a salt thereof, wherein the amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof is measured by mass spectrometry,
Figure 2014010700
(Wherein R represents an amino substituent,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group. )
Amino substituent in the amino compound represented by the formula [Ia] is a substitution amino acid residue or peptide residue,
Constituent amino acids of an amino acid or said peptide residue before Ki置 changeover amino residue, alanine, asparagine, aspartate, cysteine, glutamine, glutamate, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine lysine, a leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine, or substitutions thereof der is,
And, wherein the substituted amino acid residue is a residue of advanced glycation products (AGE), or a peptide of the peptide residues, a Oh Rukoto with peptides 2 to 10 amino acids are a peptide bond A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof.

[2] A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to [1],
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, wherein the final glycation product (AGE) is a substituted arginine derivative or a substituted lysine derivative.

[3] A mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to [1],
The final glycation product (AGE) is any final glycation product (AGE) selected from the group consisting of glyoxal hydroimidazolone, methylglyoxal hydroimidazolone, argypirimidine, carboxymethyl lysine, and carboxyethyl lysine. A mass spectrometric method for a characteristic amino compound or a salt thereof.

[ 4 ] A mass spectrometric method for the amino compound or salt thereof according to [ 1 ] above,
The amino acid of the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan or a substituted product thereof for mass spectrometry An amino compound or a salt thereof.

[ 5 ] A mass spectrometry method of the amino compound or salt thereof according to any one of [1] to [4] , wherein the amino compound is represented by the general formula [Ii] A method for mass spectrometry of a compound or a salt thereof.
Figure 2014010700
(In the formula, R has the same meaning as described above.)

[ 6 ] A mass spectrometry method of the amino compound or a salt thereof according to any one of [1] to [ 5 ], wherein the amino compound is derived from nitrophenylated methylglyoxal represented by the general formula [Ib] A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, which is a hydroimidazolone derivative or a nitrophenylated argypyrimidine derivative represented by the general formula [Ic].
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.)

[ 7 ] The mass spectrometric method of the amino compound or the salt thereof according to any one of [1] to [ 6 ], wherein the amino compound is
A trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a trinitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the structural formula [Iiii] Mass spectrometry method.
Figure 2014010700

Figure 2014010700

] 一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩において、アミノ置換基が置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、
記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であり、
かつ、前記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)の残基である、または前記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合しているペプチドであるアミノ酸誘導体またはその塩と、
一般式[IIIa]で表されるニトロベンゼン化合物と、を反応させて一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩を得る工程と、
上記工程で得られたアミノ化合物またはその塩を質量分析する工程を有することを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。

Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味する。)

Figure 2014010700
(式中、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。)

Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味し、Rは前記と同じ意味を有する。)

] 前記一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[IIIa]で表されるニトロベンゼン化合物の反応を、アルカリ性水溶液または水と有機溶媒の混合溶液であり、かつ前記溶液のpHが8〜10でおこなうことを特徴とする前記[]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
10] 前記[]または[]に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記反応が試料中で行われることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
11] 前記[]〜[10]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ酸誘導体またはその塩がバイオマーカーであることを特徴とするアミノ化合物の質量分析方法。
[8] In the formula amino acid derivative or a salt thereof [II], amino substituent is substitution amino acid residue or peptide residue,
Constituent amino acids of an amino acid or said peptide residue before Ki置 conversion amino acid residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine, or substitutions thereof der is,
And, wherein the substituted amino acid residue is a residue of advanced glycation products (AGE), or a peptide of the peptide residues, two to 10 amino acids amino acid derivative Ru Oh a peptide which is a peptide bond or With its salt,
Reacting with a nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa] to obtain an amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof;
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, comprising a step of mass-analyzing the amino compound or a salt thereof obtained in the above step.
Figure 2014010700
(In the formula, R means an amino substituent.)

Figure 2014010700
(In the formula, X means an amino group-reactive functional group, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom or a nitro group. (However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 represents a nitro group.)

Figure 2014010700
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group, provided that R 1 , R 2 , R 3 , at least one of R 4 and R 5 represents a nitro group, and R has the same meaning as described above.)

[ 9 ] The reaction of the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa] is an alkaline aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent, and The method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to the above [ 8 ], wherein the pH of the solution is 8 to 10.
[ 10 ] A mass spectrometric method for the amino compound or salt thereof according to [ 8 ] or [ 9 ], wherein the reaction is performed in a sample.
[ 11 ] The mass spectrometric method of the amino compound or salt thereof according to any one of [ 8 ] to [ 10 ], wherein the amino acid derivative or salt thereof is a biomarker. Analysis method.

12] 前記[1]〜[11]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うことを特徴とするバイオマーカーのアッセイ方法。
[ 12 ] Using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method of the amino compound or salt thereof according to any one of [1] to [ 11 ], the biomarker concentration in the biological sample is quantified. A biomarker assay method characterized by the above.

13] 一般式[Ia]で表されるアミノ化合物またはその塩であって、
式[Ia]におけるアミノ置換基が、置換アミノ酸残基またはペプチド残基であり、
記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であり、
かつ、前記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)の残基である、または前記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合しているペプチドである質量分析用のアミノ化合物またはその塩。

Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味し、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。)

14] 前記[13]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記最終糖化産物(AGE)が、置換アルギニン誘導体または置換リジン誘導体であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。

15] 前記[13]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。

16] 前記[13]〜[15]のいずれかに記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されることを特徴とする質量分析用のアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
(式中、Rは前記と同じ意味を有する。)
[ 13 ] An amino compound represented by the general formula [Ia] or a salt thereof,
Amino substituent in formula [Ia] is a substitution amino acid residue or peptide residue,
Constituent amino acids of an amino acid or said peptide residue before Ki置 conversion amino acid residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine, or substitutions thereof der is,
And, wherein the substituted amino acid residue is a residue of advanced glycation products (AGE), or a peptide of the peptide residues, for Oh Ru mass spectrometry peptide 2 to 10 amino acids are a peptide bond An amino compound or a salt thereof.
Figure 2014010700
(Wherein R represents an amino substituent, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different from each other, and represent a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.)

[ 14 ] The amino compound or salt thereof according to [ 13 ] above,
An amino compound for mass spectrometry or a salt thereof, wherein the final glycation product (AGE) is a substituted arginine derivative or a substituted lysine derivative.

[ 15 ] The amino compound or salt thereof according to [ 13 ] above,
The amino acid of the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan or a substituted product thereof for mass spectrometry An amino compound or a salt thereof.

[ 16 ] The amino compound or salt thereof according to any one of [ 13 ] to [ 15 ],
An amino compound for mass spectrometry or a salt thereof, wherein the amino compound is represented by the general formula [Ii].
Figure 2014010700
(In the formula, R has the same meaning as described above.)

17] 一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。

Figure 2014010700
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。)

18] 前記[17]に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
[ 17 ] An amino compound or a salt thereof, which is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Ic] .
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group, provided that R 1 , R 2 , R 3 , at least one of R 4 and R 5 means a nitro group.)

[ 18 ] The amino compound or salt thereof according to [17 ] above,
The amino compound is a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a trinitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the structural formula [Iiii] Compound or salt thereof.
Figure 2014010700
Figure 2014010700

本発明によって、アミノ酸誘導体のN末端アミノ基を誘導体化することにより、質量分析におけるイオン化効率が向上し、試料中に少量しか存在しない最終糖化産物等の分子バイオマーカーやペプチドホルモンについても、質量分析方法を用いて迅速、高感度かつ高精度な定量分析が可能になる。したがって、本発明は、アミノ酸誘導体とニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤との誘導体化生成物である新規なアミノ化合物、好ましくはタンパク質の解糖等の反応中間産物である糖化タンパク質分解物がニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤で誘導体化された、耐糖能異常の診断に有用な新規な糖化タンパク質分解物誘導体を提供する。また、本発明は、そのアミノ化合物についての迅速、高感度かつ高精度な定量が可能な質量分析方法およびそれを用いたバイオマーカーのアッセイ方法を提供する。   By derivatizing the N-terminal amino group of an amino acid derivative according to the present invention, ionization efficiency in mass spectrometry is improved, and mass spectrometry is also performed for molecular biomarkers such as final glycation products and peptide hormones that exist only in a small amount in a sample. The method enables rapid, highly sensitive and accurate quantitative analysis. Accordingly, the present invention provides a novel amino compound that is a derivatization product of an amino acid derivative and a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound, preferably a glycated protein degradation product that is a reaction intermediate product such as protein glycolysis is a nitrobenzene compound or the like. The present invention provides a novel glycated protein hydrolyzate derivative that is derivatized with a derivatizing agent useful for diagnosing abnormal glucose tolerance. The present invention also provides a mass spectrometric method capable of rapid, highly sensitive and highly accurate quantification of the amino compound, and a biomarker assay method using the same.

メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1). MG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of MG-H1 (MG-H1-TNP). アルグピリミジン(AP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。It is a mass spectrum (MS, MS / MS) of argypirimidine (AP). APの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)の質量スペクトル(MS、MS/MS)である。2 is a mass spectrum (MS, MS / MS) of a 2,4,6-trinitrophenyl derivative of AP (AP-TNP). 質量スペクトルより予測されるMG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)のフラグメンテーションパターンを示す図である。It is a figure which shows the fragmentation pattern of the 2,4,6-trinitrophenyl derivative (MG-H1-TNP) of MG-H1 estimated from a mass spectrum. 質量スペクトルより予測されるAPの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)のフラグメンテーションパターンを示す図である。It is a figure which shows the fragmentation pattern of the 2,4,6-trinitrophenyl derivative (AP-TNP) of AP estimated from a mass spectrum. (A)はMG−H1の、(B)はMG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(MG−H1-TNP)のLC−MS分析の結果を示すマスクロマトグラムである。(A) is a mass chromatogram showing the results of LC-MS analysis of MG-H1, and (B) is the 2,4,6-trinitrophenyl derivative of MG-H1 (MG-H1-TNP). (A)はAPの、(B)はAPの2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(AP-TNP)のLC−MS分析の結果を示すマスクロマトグラムである。(A) is a mass chromatogram showing the results of LC-MS analysis of AP, and (B) is the results of LC-MS analysis of 2,4,6-trinitrophenyl derivative of AP (AP-TNP). MG−H1−TNPの濃度と質量スペクトルのピーク強度について、内部標準法を用いて作製した検量線である。It is the calibration curve produced using the internal standard method about the density | concentration of MG-H1-TNP and the peak intensity of a mass spectrum. AP−H1−TNPの濃度と質量スペクトルのピーク強度について、内部標準法を用いて作製した検量線である。It is the calibration curve produced using the internal standard method about the density | concentration of AP-H1-TNP, and the peak intensity of a mass spectrum. MG−H1の2,4,6−トリニトロフェニル化に及ぼすpHの影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of pH which acts on 2,4,6- trinitrophenylation of MG-H1. APの2,4,6−トリニトロフェニル化に及ぼすpHの影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of pH which acts on 2,4,6- trinitrophenylation of AP. ラット血漿の前処理のプロトコールを示す図表である。It is a chart which shows the protocol of pretreatment of rat plasma.

以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、下記の実施形態は、本発明を具体的に詳細に説明するために例示的に記載するものである。したがって、下記の実施形態から想到される形態もまた、本発明の範囲に包含されるものと理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are exemplarily described in order to specifically describe the present invention. Therefore, it should be understood that forms conceived from the following embodiments are also included in the scope of the present invention.

なお、本明細書においては、説明を簡潔にするために、誘導体化剤としてはニトロベンゼン化合物を例に挙げて説明するが、本発明においては、誘導体化剤はニトロベンゼン化合物に一切限定されるものではなく、その他の誘導体化剤も本発明の範囲に当然包含されるものとして理解されるべきである。したがって、本明細書においては、誘導体化剤でアミノ酸誘導体の末端アミノ基を誘導体化した残基についても、ニトロベンゼン化合物の残基であるニトロフェニル基について説明するが、これについても一切限定されるものではなく、その他の誘導体化剤の残基も同様に包含されるものと理解されるべきである。   In the present specification, in order to simplify the explanation, a nitrobenzene compound will be described as an example of the derivatizing agent. However, in the present invention, the derivatizing agent is not limited to the nitrobenzene compound at all. It should be understood that other derivatizing agents are naturally included within the scope of the present invention. Therefore, in this specification, although the nitrophenyl group which is a residue of a nitrobenzene compound is explained also about the residue which derivatized the terminal amino group of the amino acid derivative with the derivatizing agent, this is also limited at all. Rather, it should be understood that residues of other derivatizing agents are included as well.

本発明に係るアミノ化合物は、一般式[I]で表すことができる。   The amino compound according to the present invention can be represented by the general formula [I].

Figure 2014010700
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式[I]において、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。   In the formula [I], R means an amino substituent and Z means a nitrophenyl group.

上記一般式において、用語「アミノ置換基」は、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味する。
ここで、用語「アミノ酸残基」とは、非置換アミノ酸からアミノ基を除外した残基を意味している。例えば、アラニンの場合には、2−アミノプロパン酸と別称されるので、2−アミノプロパン酸からアミノ基を除外したアミノ酸残基は、カルボキシルエチル基である。同様に、リジンの場合のアミノ酸残基は1−カルボキシル−5−アミノペンチル基である。
In the above general formula, the term “amino substituent” means an amino acid residue or a substituted amino acid residue or a peptide residue.
Here, the term “amino acid residue” means a residue obtained by removing an amino group from an unsubstituted amino acid. For example, in the case of alanine, since it is also called 2-aminopropanoic acid, the amino acid residue excluding the amino group from 2-aminopropanoic acid is a carboxyethyl group. Similarly, the amino acid residue in the case of lysine is a 1-carboxyl-5-aminopentyl group.

また、上記一般式において、用語「置換アミノ酸残基」とは、上記アミノ酸からアミノ基を除外したアミノ酸残基であって、該アミノ酸を構成するカルボキシル基以外の残基、つまり原子団が置換基で置換されて形成された原子団、つまり置換部分(moiety)を有するアミノ酸残基を意味している。置換アミノ酸残基の例としては、上記リジン残基の5−アミノ基にカルボキシルメチル基が置換した1−カルボキシル−5−(カルボキシルメチル)アミノペンチル基が挙げられる。また別の例として、例えば、アルギニン残基のアミノ−イミノメチル基が2−ピリミジニル基に変換した置換アミノ酸残基等も挙げることができる。   In the above general formula, the term “substituted amino acid residue” refers to an amino acid residue obtained by removing an amino group from the amino acid, and a residue other than a carboxyl group constituting the amino acid, that is, an atomic group is a substituent. It means an atomic group formed by substitution with an amino acid residue having a substitution moiety (moiety). Examples of the substituted amino acid residue include a 1-carboxyl-5- (carboxylmethyl) aminopentyl group in which a 5-methyl group of the lysine residue is substituted with a carboxymethyl group. Another example includes a substituted amino acid residue obtained by converting an amino-iminomethyl group of an arginine residue into a 2-pyrimidinyl group.

さらに、上記一般式において、用語「ペプチド残基」とは、上記アミノ酸および/または置換アミノ酸がペプチド結合して形成されたペプチドの末端アミノ酸から末端アミノ基が除外された残基を意味している。例えば、ペプチドVal−Tyrの場合、ペプチド残基とは、末端アミノ酸のバリンからアミノ基が除外された残基を意味する。   Furthermore, in the above general formula, the term “peptide residue” means a residue in which a terminal amino group is excluded from a terminal amino acid of a peptide formed by peptide bonding of the amino acid and / or a substituted amino acid. . For example, in the case of the peptide Val-Tyr, the peptide residue means a residue in which the amino group is excluded from the terminal amino acid valine.

本発明において、用語「アミノ酸誘導体」とは、特段の定めがない限り、非置換アミノ酸誘導体、もしくはN末端アミノ基以外のアミノ酸部分が置換基等で修飾されている置換アミノ酸誘導体、またはペプチドを意味している。   In the present invention, the term “amino acid derivative” means an unsubstituted amino acid derivative, a substituted amino acid derivative in which an amino acid moiety other than the N-terminal amino group is modified with a substituent or the like, unless otherwise specified. doing.

したがって、本発明において使用する用語「アミノ化合物」は、特段の定めがない限り、アミノ酸誘導体[II]またはその塩のN末端アミノ基が、ニトロベンゼン化合物[III]によりニトロフェニル化されたニトロフェニル化アミノ化合物を意味している。   Therefore, unless otherwise specified, the term “amino compound” used in the present invention is a nitrophenylation in which the N-terminal amino group of the amino acid derivative [II] or a salt thereof is nitrophenylated by the nitrobenzene compound [III]. An amino compound is meant.

本発明において、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸、またはペプチド残基のペプチド構成アミノ酸のアミノ酸は、広義には、アミノ基とカルボキシ基の両方の官能基を有する化合物であれば、特に限定されるものではないが、狭義には、例えば、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンおよびチロシン、好ましくはアルギニンおよびリジン等のタンパク質の構成成分であるアミノ酸およびそれらを構成するカルボキシル基以外の残基が置換基で置換されて形成された置換部分を有する置換アミノ酸残基が挙げられる。   In the present invention, amino acids of amino acid residues or substituted amino acid residues, or amino acids of peptide constituent amino acids of peptide residues are not particularly limited as long as they are compounds having both amino group and carboxy functional groups. Although not limited, for example, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, arginine, serine, threonine, valine, Examples include amino acids that are constituents of proteins such as tryptophan and tyrosine, preferably arginine and lysine, and substituted amino acid residues having a substitution moiety formed by substituting residues other than the carboxyl group constituting them with a substituent. .

好ましいアミノ酸としては、例えば、好ましくはアルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸またはトリプトファンが挙げられる。   Preferred amino acids include, for example, preferably arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan.

また、本発明において使用する用語「置換アミノ酸残基」は、上記アミノ酸の末端アミノ基以外の残基に任意の置換基が結合して形成された別の原子団を有する置換アミノ酸誘導体の残基を意味している。かかるアミノ酸誘導体としては、本発明の目的を逸脱しない限り、特に限定されるものではなく、例えば、アミノ酸等の生体成分の分解生成物や中間生成物、または代謝産物等が挙げられ、例えば、タンパク質の糖化反応によって生成される各種最終糖化産物(AGE類)、アルギニンの分解生成物であるオルニチン、筋肉へのエネルギー供給源のクレアチニンリン酸の代謝産物であるクレアチニン、肝臓中のグルタチオン欠乏を示すバイオマーカーであるオフタルミン酸生合成の中間体のα−アミノ酪酸(AABA)、主に神経伝達物質として作用するγ−アミノ酪酸(GABA)等の他、各種疾患の診断および予後予測等に用いられる分子バイオマーカーや、馬尿酸等も挙げられる。これらアミノ酸のうち、上記AGE類等が好ましい。より好ましいのは、例えば、アルギニンの側鎖のグアノシル基とメチルグリオキサール、またはリジンのアミノ基とグリオキサールもしくはメチルグリオキサール等の脂質過酸化、メイラード反応、解糖等の反応中間産物との反応により生成されるAGE類等が挙げられる。かかるAGE類等のうち、好ましいものとしては、置換アルギニン誘導体や置換リジン誘導体等が挙げられる。   The term “substituted amino acid residue” used in the present invention is a residue of a substituted amino acid derivative having another atomic group formed by bonding an arbitrary substituent to a residue other than the terminal amino group of the amino acid. Means. Such amino acid derivatives are not particularly limited as long as they do not depart from the object of the present invention, and include, for example, degradation products, intermediate products, or metabolites of biological components such as amino acids. Glycation end products (AGEs) produced by the saccharification reaction, ornithine, the degradation product of arginine, creatinine, a metabolite of creatinine phosphate, which is an energy source for muscles, and biotechnology that shows glutathione deficiency in the liver In addition to α-aminobutyric acid (AABA), an intermediate of biosynthesis of ophthalmic acid as a marker, γ-aminobutyric acid (GABA), which mainly acts as a neurotransmitter, and other molecules used for diagnosis and prognosis prediction of various diseases Examples include biomarkers and hippuric acid. Of these amino acids, the above AGEs and the like are preferable. More preferably, for example, it is produced by a reaction between a guanosine group on the side chain of arginine and methylglyoxal, or an amino group of lysine and a reaction intermediate product such as lipid peroxidation such as glyoxal or methylglyoxal, Maillard reaction, glycolysis. AGEs and the like. Of these AGEs, preferred are substituted arginine derivatives and substituted lysine derivatives.

置換アルギニン誘導体としては、例えば、アルギニンのグアニジノ基がカルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基等の置換基で修飾されたアルキル置換アルギニン誘導体、イミダゾロン類、ピリミジン類、イミダゾピリジン類等のグアニジノ基が環状構造になっている環状アルギニン誘導体等が挙げられる。   Examples of substituted arginine derivatives include alkyl-substituted arginine derivatives in which the guanidino group of arginine is modified with a substituent such as carboxylmethyl group and carboxylethyl group, guanidino groups such as imidazolones, pyrimidines, and imidazopyridines in a cyclic structure. And cyclic arginine derivatives.

更に具体的には、アルキル置換アルギニン誘導体としては、例えば、カルボキシルメチルアルギニン(CMA)等が挙げられる。また、環状アルギニン誘導体のイミダゾロン類としては、例えば、イミダゾロン、グリオキサールヒドロイミダゾロン(G−H)、メチルグリオキサールヒドロイミダゾロン(MG−H)、Nδ−[5−(2,3,4−トリヒドロキシブチル)−5−ヒドロ4−イミダゾロン2−イル]−オルニチン(3−DG−H)等が挙げられる。ピリミジン類としては、例えば、アルグピリミジン、テトラヒドロピリミジン等が挙げられる。イミダゾピリジン類としては、例えば、ペントシジン等が挙げられる。   More specifically, examples of the alkyl-substituted arginine derivative include carboxymethylarginine (CMA). Examples of imidazolones of cyclic arginine derivatives include imidazolone, glyoxal hydroimidazolone (GH), methylglyoxal hydroimidazolone (MG-H), Nδ- [5- (2,3,4-trihydroxy). Butyl) -5-hydro-4-imidazolone-2-yl] -ornithine (3-DG-H) and the like. Examples of pyrimidines include argpyrimidine and tetrahydropyrimidine. Examples of imidazopyridines include pentosidine.

これら置換アルギニン誘導体のうち、特に好ましいのは、例えば、構造式[IIa]で表されるメチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1:Nδ−(5−ヒドロ−5−メチル−4−イミダゾロン2−イル)−オルニチン)、または構造式[IIb]で表されるアルグピリミジン(AP)が挙げられる。   Among these substituted arginine derivatives, for example, a methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [IIa] (MG-H1: Nδ- (5-hydro-5-methyl-4-imidazolone 2) is particularly preferable. -Yl) -ornithine), or argpyrimidine (AP) represented by the structural formula [IIb].

Figure 2014010700
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Figure 2014010700
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更に具体的には、上記アミノ酸誘導体は、立体構造を有し、構造式[IIc]または構造式[IId]でそれぞれ表すことができる。   More specifically, the amino acid derivative has a three-dimensional structure and can be represented by the structural formula [IIc] or the structural formula [IId].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
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また、上記AGE類のうち、置換リジン誘導体としては、例えば、リジンのアミノ基がカルボキシルメチル基、カルボキシルエチル基等の置換基で修飾されたアルキル置換リジン誘導体、リジンのアミノ基が環状構造を有している環状リジン誘導体等が挙げられる。   Among the above AGEs, examples of substituted lysine derivatives include alkyl-substituted lysine derivatives in which the amino group of lysine is modified with a substituent such as carboxylmethyl group or carboxylethyl group, and the amino group of lysine has a cyclic structure. And cyclic lysine derivatives.

アルキル置換リジン誘導体としては、例えば、カルボキシメチルリジン(CML)、カルボキシエチルリジン(CML)等が挙げられる。また、環状リジン誘導体としては、例えば、ビラリン、FTP(Formyl Therosyl Pyrrole)等のピロール誘導体、GOLD(グリオキサール由来リジン二量体)、MOLD(メチルグリオキサール由来リジン二量体)、DOLD(3−デオキシグルコソン由来リジン二量体)等のイミダゾール誘導体、GLAP(Glyceraldehyde−derived pyridinium)、GA−ピリジン(glycolaldehyde−ピリジン)等のピリジン誘導体、ペントシジン等のイミダゾピリジン誘導体等が挙げられる。   Examples of the alkyl-substituted lysine derivative include carboxymethyl lysine (CML) and carboxyethyl lysine (CML). Examples of the cyclic lysine derivative include viralin, pyrrole derivatives such as FTP (Formyl Therosyl Pyrrol), GOLD (glyoxal-derived lysine dimer), MOLD (methylglyoxal-derived lysine dimer), DOLD (3-deoxyglucose). Imidazole derivatives such as lysine-derived lysine dimer), pyridine derivatives such as GLAP (Glyceraldehyde-derived pyridinium) and GA-pyridine (glycolaldehyde-pyridine), and imidazopyridine derivatives such as pentosidine.

さらに、上記一般式[I]において、置換基Rで表されるペプチド残基のペプチドとしては、そのペプチドを構成する上記アミノ酸の数は特に限定されないが、上記アミノ酸が2個〜10個、好ましくは2個〜6個、より好ましくは2個〜4個ペプチド結合して構成されているペプチドであるのがよい。かかるペプチドとしては、例えば、バリルチロシン、リシルチロシン、メチオニルチロシン、グリシルチロシン、ヒスチジルチロシン、グルタミルチロシン、トリプトファニルチロシン、ヒスチジニルトリプトファン、カルノシン、アンセリン等のジペプチド、グルタチオン等のトリペプチド等が挙げられる。その他に、エンケファリン、カキシトシン、バソプレッシン等を挙げることができる。これらペプチドのうち、バリルチロシン、リシルチロシン、メチオニルチロシン、グリシルチロシン、ヒスチジルチロシン、グルタミルチロシン、トリプトファニルチロシンならびにヒスチジニルトリプトファン等のジペプチドが好ましい。また、ペプチドは、タンパク質の消化物、最終糖化産物等の代謝産物、ペプチドホルモン等の生理活性ペプチドのいずれであってもよく、各種疾患の診断および予後予測等に用いられる分子バイオマーカーであってもよい。   Further, in the general formula [I], the peptide residue peptide represented by the substituent R is not particularly limited in the number of the amino acids constituting the peptide, but preferably 2 to 10 amino acids, preferably May be a peptide composed of 2 to 6, more preferably 2 to 4, peptide bonds. Examples of such peptides include dipeptides such as valyltyrosine, lysyltyrosine, methionyltyrosine, glycyltyrosine, histidyltyrosine, glutamyltyrosine, tryptophanyltyrosine, histidinyltryptophan, carnosine and anserine, and tripeptides such as glutathione. Etc. In addition, enkephalin, caxitocin, vasopressin and the like can be mentioned. Of these peptides, dipeptides such as valyltyrosine, lysyltyrosine, methionyltyrosine, glycyltyrosine, histidyltyrosine, glutamyltyrosine, tryptophanyltyrosine and histidinyltryptophan are preferred. The peptide may be any of a digested protein, a metabolite such as a final glycation product, and a physiologically active peptide such as a peptide hormone, and is a molecular biomarker used for diagnosis and prognosis prediction of various diseases. Also good.

一方、上記一般式[I]において、置換基 Z は、アミノ酸誘導体[II]の末端アミノ基をニトロフェニル化したニトロベンゼン化合物の残基であって、一般式[IIIb] で表すことができる。   On the other hand, in the above general formula [I], the substituent Z is a residue of a nitrobenzene compound obtained by nitrophenylating the terminal amino group of the amino acid derivative [II], and can be represented by the general formula [IIIb].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[IIIb]において、R、R、R、RおよびRはいずれも、同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。 In the formula [IIIb], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 means a nitro group.

ここで、ニトロフェニル基としては、例えば、モノ−、ジ−またはトリ−ニトロフェニル基、好ましくはトリ−ニトロフェニル基、特に好ましくは2、4、6−ニトロフェニル基が挙げられる。ニトロ置換基の位置にしても、特に限定はないが、1個の場合は2−位、2個の場合は2−位と4−位、3個の場合に2−位、4−位ならびに6−位であるのがよい。   Here, examples of the nitrophenyl group include a mono-, di- or tri-nitrophenyl group, preferably a tri-nitrophenyl group, particularly preferably a 2,4,6-nitrophenyl group. The position of the nitro substituent is not particularly limited, but in the case of one, the 2-position, in the case of 2, the 2-position and the 4-position, in the case of 3, the 2-position, the 4-position and It should be in the 6th position.

したがって、本発明に係るアミノ化合物は、一般的には、一般式[I]で表され、より具体的には、一般式[Ia]で表すことができる。   Therefore, the amino compound according to the present invention is generally represented by the general formula [I], and more specifically can be represented by the general formula [Ia].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ia]において、R、Z、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。 In the formula [Ia], R, Z, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

本発明において、構造式[Ia]で表されるアミノ化合物の好ましい例としては、例えば、構造式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体、または構造式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体が挙げられる。   In the present invention, preferred examples of the amino compound represented by the structural formula [Ia] include, for example, a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Ib] or the structural formula [Ic]. And nitrophenylated argpyrimidine derivatives represented.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ib]および[Ic]において、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。 In the formulas [Ib] and [Ic], R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

さらに好ましいアミノ化合物は、例えば、一般式[Ii]で表すことができる。   A more preferred amino compound can be represented, for example, by the general formula [Ii].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[Ii]において、Rは前記と同じ意味を有する。   In the formula [Ii], R has the same meaning as described above.

したがって、アミノ化合物としては、例えば、構造式[Iii]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体、または一般式[Iiii]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体がさらに好ましい。   Therefore, as the amino compound, for example, a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a nitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the general formula [Iiii] is more preferable.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
Figure 2014010700

上記のトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体およびトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体の立体構造式([Iiv]および[Iv])はそれぞれ次のように表すことができる。   The three-dimensional structural formulas ([Iiv] and [Iv]) of the above-mentioned trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative and trinitrophenylated argpyrimidine derivative can be represented as follows.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

Figure 2014010700
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本発明に係るアミノ化合物[I]は、一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩を、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物で誘導体化反応することにより得ることができる。   The amino compound [I] according to the present invention can be obtained by derivatizing an amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof with a nitrobenzene compound represented by the general formula [III].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[II]において、Rは前記と同じ意味を有する。   In the formula [II], R has the same meaning as described above.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[III]において、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、Zは上記と同じ意味を有する。   In the formula [III], X means an amino group-reactive functional group, and Z has the same meaning as described above.

より具体的には、本発明のアミノ化合物[Ia]は、アミノ酸誘導体[II]またはその塩と、一般式[IIIa] で表されるニトロベンゼン化合物との誘導体化反応により得ることができる。   More specifically, the amino compound [Ia] of the present invention can be obtained by a derivatization reaction between an amino acid derivative [II] or a salt thereof and a nitrobenzene compound represented by the general formula [IIIa].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[IIIa]において、X、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。 In the formula [IIIa], X, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.

更に具体的には、本発明のアミノ化合物[Ii]は、アミノ酸誘導体[II]またはその塩と、一般式[IIIc]で表されるトリニトロベンゼン化合物との誘導体化反応により得ることができる。   More specifically, the amino compound [Ii] of the present invention can be obtained by a derivatization reaction between an amino acid derivative [II] or a salt thereof and a trinitrobenzene compound represented by the general formula [IIIc].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[IIIc]において、Xは前記と同じ意味を有する。   In the formula [IIIc], X has the same meaning as described above.

ここで、Xで表されるアミノ基反応性官能基としては、アミノ酸または置換アミノ酸([II])をニトロフェニル誘導体化する反応性官能基であれば特に限定されないが、例えば、塩素原子、フッ素原子、臭素原子もしくはヨウ素原子から選ばれるハロゲン原子、またはスルホン酸またはスルホン酸塩、アルキルスルホン酸エステル基、アリールスルホン酸エステル基、パーフルオロアルキルスルホン酸エステル基等の、ニトロベンゼン誘導体の芳香族求核置換反応において脱離基となり得る任意の官能基が挙げられる。   Here, the amino group-reactive functional group represented by X is not particularly limited as long as it is a reactive functional group that derivatizes an amino acid or a substituted amino acid ([II]) with a nitrophenyl. Aromatic nucleophilicity of nitrobenzene derivatives such as atoms, halogen atoms selected from bromine atoms or iodine atoms, or sulfonic acids or sulfonates, alkyl sulfonate groups, aryl sulfonate groups, perfluoroalkyl sulfonate groups, etc. Any functional group that can be a leaving group in the substitution reaction is exemplified.

そこで、好ましいニトロベンゼン化合物としては、例えば、2,4,6−トリニトロフルオロベンゼン、2,4,6−トリニトロクロロベンゼン、2,4,6−トリニトロブロモベンゼン、2,4,6−トリニトロヨードベンゼンおよび2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸またはその塩等が挙げられ、これらのうち特に好ましいのは、2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸またはその塩である。塩としては、例えば、ナトリウム塩等のアルカリ金属塩、カリウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。   Accordingly, preferred nitrobenzene compounds include, for example, 2,4,6-trinitrofluorobenzene, 2,4,6-trinitrochlorobenzene, 2,4,6-trinitrobromobenzene, 2,4,6-trinitro. Examples thereof include iodobenzene and 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid or a salt thereof. Among these, 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid or a salt thereof is particularly preferable. Examples of the salt include alkali metal salts such as sodium salt, alkaline earth metal salts such as potassium salt, and the like.

本発明において、上記アミノ酸誘導体のN末端アミノ基をニトロベンゼン化合物で誘導体化するには、上記アミノ酸誘導体とニトロベンゼン化合物とを、アルカリ性の水溶液または、水と有機溶媒の混合溶液中にて室温で数十分間混合することにより行うことができる。好ましくはアルカリ性水溶液中で行われる。また、水と有機溶媒との混合溶液を用いる場合、有機溶媒としてはエタノール等の水との親和性が高い有機溶媒が好ましく用いられる。これらの溶液のpHは8〜10であることが好ましく、より好ましくは8.5〜9.5であるのがよい。溶液のpHが高すぎると、分析対象のアミノ酸誘導体またはこの化合物が分解する可能性が増大し、低すぎるとニトロフェニル化反応が迅速に進行しなくなる。ここでpHとは、pHメータにより直接測定される値である。 なお、室温とは15℃から40℃程度の温度であり、30℃前後で反応を行うことが好ましい。また、混合はいかなる方法であってもよく、1分以上1時間以下、好ましくは5分から40分間の混合が行われる。通常は30分間の混合で十分である。   In the present invention, in order to derivatize the N-terminal amino group of the amino acid derivative with a nitrobenzene compound, the amino acid derivative and the nitrobenzene compound are tens of several hours at room temperature in an alkaline aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent. This can be done by mixing for a minute. Preferably it is carried out in an alkaline aqueous solution. Moreover, when using the mixed solution of water and an organic solvent, the organic solvent with high affinity with water, such as ethanol, is preferably used as an organic solvent. The pH of these solutions is preferably 8 to 10, more preferably 8.5 to 9.5. If the pH of the solution is too high, the possibility of decomposition of the amino acid derivative to be analyzed or this compound increases, and if it is too low, the nitrophenylation reaction does not proceed rapidly. Here, the pH is a value directly measured by a pH meter. The room temperature is a temperature of about 15 ° C. to 40 ° C., and the reaction is preferably performed at around 30 ° C. The mixing may be carried out by any method, and mixing is performed for 1 minute or more and 1 hour or less, preferably 5 minutes to 40 minutes. Usually, mixing for 30 minutes is sufficient.

本発明の特徴の一つは、かかる温和な条件下で、ニトロフェニル化反応を行うことができることである。試料中の分析対象となる物質を単離してニトロフェニル化を行ってもよいが、夾雑物等を含むような試料中でそのままニトロフェニル化を行ってもよい。本発明はこのような試料中でそのままニトロフェニル化を行うことができるため、単離によるロス等を低減することができ、分析対象となる物質が少量しか含まれないような場合であっても測定することができるという優れた方法である。また、複雑な操作を行う必要が無く、簡便に測定することができる。特に対象試料が生体試料等の場合は、分析対象となる物質が少なく、かつ、夾雑物が多い状態であることが多いため有効である。   One of the features of the present invention is that the nitrophenylation reaction can be performed under such mild conditions. A substance to be analyzed in a sample may be isolated and subjected to nitrophenylation, or may be subjected to nitrophenylation as it is in a sample containing impurities. Since the present invention can directly perform nitrophenylation in such a sample, loss due to isolation can be reduced, and even in the case where only a small amount of a substance to be analyzed is contained. It is an excellent method that can be measured. Further, it is not necessary to perform a complicated operation, and measurement can be performed easily. In particular, when the target sample is a biological sample or the like, it is effective because there are few substances to be analyzed and there are many impurities.

また、例えば、試料中のアミノ酸誘導体を測定するに当たっては、生体試料に、ニトロベンゼン化合物を添加することにより、試料中のバイオマーカーとしてのアミノ酸誘導体をニトロベンゼン化合物で誘導体化することも可能であるとともに、かかる誘導体化したアミノ酸誘導体をバイオマーカーとして測定できることは当然のことである。
本発明において試料となるものは、測定対象となる最終糖化産物等の、本発明によってアミノ酸誘導体とニトロベンゼン系化合物との誘導体化で得られるアミノ化合物となるものを含有するものであればよい。また、生体由来の試料を生体試料とよぶ。
In addition, for example, in measuring an amino acid derivative in a sample, it is possible to derivatize an amino acid derivative as a biomarker in a sample with a nitrobenzene compound by adding a nitrobenzene compound to the biological sample, Naturally, such derivatized amino acid derivatives can be measured as biomarkers.
What is used as a sample in the present invention is not limited as long as it contains a final glycation product to be measured and the like that become an amino compound obtained by derivatization of an amino acid derivative and a nitrobenzene compound according to the present invention. A sample derived from a living body is called a biological sample.

さらに、アミノ酸誘導体の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、リチウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等を使用することができる。   Furthermore, as a salt of an amino acid derivative, for example, an alkali metal salt such as a sodium salt or a potassium salt, an alkaline earth metal salt such as a lithium salt, an ammonium salt, or the like can be used.

本発明においては、誘導体化剤として、上記ニトロベンゼン化合物の他に、その他のアミノ基を誘導体化する誘導体化剤も使用できることは当然のことである。かかる誘導体化剤としては、例えば、ニトロベンゼンスルホン酸化合物、フルオロ−ニトロベンゼン等のニトロベンゼン化合物の他に、1−ピレンスルホニルクロライド(PSC)、ダンシルクロライド(DNS−Cl)等のスルホニル化合物、9−フルオレニルメチルクロロホルメート(FMOC)、4−ジメチルアミノスルホニル−7−フルオロベンゾキサジアゾール(DBD−F)、4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−F)、2、3−ナフタレンジアルデヒド(NDA)、3−アミノピリジル−N−ヒドロキシサクシニミジルカルバメート(APDS)等のカルバメート化合物、3−クロロカルボニル−6、7−ジメトキシ−1−メチル−2−キノキサリノン(DMEQ−COCl)、3−ニトロフェニルイソチオシアネート、3−ピリジルイソチオシアネート、4−(ジメチルアミノ)フェニルイソチオシアネート、フルオレセイン−5−イソチオシアネート(FITC)等のイソチオシアネート化合物、ジエチルエトキシメチレンマロネート等のマロネート化合物、(5−サクシニミドキシ−5−オキソペンチル)トリフェニルホスホニウムブロミド(SPTPP)等のホスホニウム化合物、または2−クロロ−1−メチルピリジニウム塩等のピリジニウム化合物等を挙げることができる。これらの誘導体化剤も、上記ニトロベンゼン化合物と実質的に同様に使用することができる。   In the present invention, as a derivatizing agent, in addition to the above nitrobenzene compound, other derivatizing agents that derivatize amino groups can naturally be used. Examples of such derivatizing agents include nitrobenzene compounds such as nitrobenzene sulfonic acid compounds and fluoro-nitrobenzene, sulfonyl compounds such as 1-pyrenesulfonyl chloride (PSC) and dansyl chloride (DNS-Cl), 9-fluorene, and the like. Nylmethyl chloroformate (FMOC), 4-dimethylaminosulfonyl-7-fluorobenzoxadiazole (DBD-F), 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan (NBD-F), 2,3-naphthalene Carbamate compounds such as aldehyde (NDA), 3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (APDS), 3-chlorocarbonyl-6,7-dimethoxy-1-methyl-2-quinoxalinone (DMEQ-COCl), 3 -Nitrophenylisothiosi , 3-pyridyl isothiocyanate, 4- (dimethylamino) phenyl isothiocyanate, isothiocyanate compounds such as fluorescein-5-isothiocyanate (FITC), malonate compounds such as diethyl ethoxymethylene malonate, (5-succinimidoxy-5- Examples thereof include phosphonium compounds such as oxopentyl) triphenylphosphonium bromide (SPTPP), and pyridinium compounds such as 2-chloro-1-methylpyridinium salt. These derivatizing agents can also be used in substantially the same manner as the above nitrobenzene compound.

つまり、本発明において、上記誘導体化剤を使用する場合は、本発明に係るアミノ化合物は、一般式[I']で表される。   That is, in the present invention, when the derivatizing agent is used, the amino compound according to the present invention is represented by the general formula [I ′].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

式[I']において、R’は上記Rと同じ意味を有するアミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。   In the formula [I ′], R ′ means an amino acid residue or substituted amino acid residue or peptide residue having the same meaning as R above, and Z ′ means a derivatized residue.

ここで、誘導体化残基は、上記誘導体化剤が、置換アミノ酸誘導体(R’−NH)のアミノ基を誘導体化した残基を意味している。例えば、誘導体化剤としてダンシルクロライドを使用した場合、置換アミノ酸誘導体(R’−NH)のアミノ基がダンシル化、つまり、ジメチルアミノナフタレンスルホニル化されるので、このダンシル基が誘導体化残基ということができる。 Here, the derivatized residue means a residue obtained by derivatizing the amino group of the substituted amino acid derivative (R′-NH 2 ) with the derivatizing agent. For example, when dansyl chloride is used as a derivatizing agent, the amino group of the substituted amino acid derivative (R′-NH 2 ) is dansylated, that is, dimethylaminonaphthalenesulfonylated, and this dansyl group is called a derivatized residue. be able to.

したがって、この場合も、本明細書において、ニトロベンゼンスルホン酸を誘導体化剤として用いた場合についての記載を実質的に同様に適用することができる。   Therefore, also in this case, in this specification, the description about the case where nitrobenzenesulfonic acid is used as a derivatizing agent can be applied substantially in the same manner.

本発明において、質量分析に用いられる試料のイオン化法については、特に制限はないが、生体分子の検出および定量に広く用いられているMALDI法、ESI法、APCI法等用いられるのが好ましい。分離技術と組み合わせたLC/MSやGC/MS等においては、試料のイオン化法としてはESI法やAPCI法を用いられるのがよい。分析には、MS/MS、MS等のタンデム質量分析方法を用いることができる。この場合、プロダクトイオンの検出には、例えば、夾雑物の影響を排除し高感度な検出が可能な多重反応モニタリング(MRM)を用いるのが好ましい。 In the present invention, the ionization method of the sample used for mass spectrometry is not particularly limited, but it is preferable to use MALDI method, ESI method, APCI method and the like widely used for detection and quantification of biomolecules. In LC / MS, GC / MS, etc. combined with a separation technique, it is preferable to use an ESI method or an APCI method as a sample ionization method. For the analysis, a tandem mass spectrometry method such as MS / MS or MS 3 can be used. In this case, for the detection of product ions, for example, it is preferable to use multiple reaction monitoring (MRM) which can eliminate the influence of impurities and enable highly sensitive detection.

次に、本発明に係る質量分析方法を用いたバイオマーカーのアッセイ方法について説明する。
本発明は、分析対象としてバイオマーカーを選択することにより、バイオマーカーを、迅速に、高感度かつ高精度に検出および定量できるアッセイ方法を提供することができる。すなわち、本発明のバイオマーカーのアッセイ方法は、アミノ酸誘導体であるバイオマーカーのN末端アミノ基とニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤とを反応させ、N末端アミノ基をニトロフェニル化等の誘導体化する工程と、N末端アミノ基がニトロフェニル化等の誘導体化されたアミノ酸誘導体またはその塩を質量分析する工程と、質量分析方法を用いて得られた質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行う工程を有している。
Next, a biomarker assay method using the mass spectrometry method according to the present invention will be described.
The present invention can provide an assay method capable of detecting and quantifying a biomarker rapidly, with high sensitivity and high accuracy by selecting the biomarker as an analysis target. That is, the biomarker assay method of the present invention comprises reacting an N-terminal amino group of a biomarker that is an amino acid derivative with a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound to derivatize the N-terminal amino group such as nitrophenylation. And mass spectrometry of the amino acid derivative or its salt in which the N-terminal amino group is derivatized such as nitrophenylation, and the intensity data of the mass spectrum obtained by using the mass spectrometry method, A step of quantifying the biomarker concentration.

本発明において、バイオマーカーとしては、アミノ基を有するアミン化合物である限り、特に制限はないが、本発明のアッセイ方法が特に好ましく適用できるものとしては、例えば、アミノ酸誘導体と糖の代謝産物との反応により生成される最終糖化産物(AGE類)等や、生体アミンであるカテコールアミン(ドパミン、ノルアドレナリン、アドレナリン)、インドールアミン(セロトニン、メラトニン)、イミダゾールアミン(ヒスタミン)、アセチルコリン、ポリアミン(プトレシン、スペルミジン、スペルミン)等が挙げられる。   In the present invention, the biomarker is not particularly limited as long as it is an amine compound having an amino group. Examples of the method to which the assay method of the present invention can be particularly preferably applied include amino acid derivatives and sugar metabolites. Final glycation products (AGEs) produced by the reaction, biogenic amines catecholamine (dopamine, noradrenaline, adrenaline), indoleamine (serotonin, melatonin), imidazoleamine (histamine), acetylcholine, polyamine (putrescine, spermidine, Spermine) and the like.

本発明のアッセイ方法による分析対象のバイオマーカーとして特に好ましいAGE類としては、例えば、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)、および構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP)を挙げることができる。   Examples of AGEs that are particularly preferable as biomarkers to be analyzed by the assay method of the present invention include, for example, trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivatives (MG-H1) represented by the structural formula [Iii], and structural formulas And trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP) represented by [Iiii].

Figure 2014010700
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Figure 2014010700
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これらはそれぞれ、MG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体であり、質量分析方法により高感度で検出および定量が可能なAGEであり、耐糖能異常の診断指標として有用である。   These are MG-H1 and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of AP, which are AGEs that can be detected and quantified with high sensitivity by mass spectrometry, and are useful as diagnostic indicators of impaired glucose tolerance It is.

本発明において、アッセイ対象となるアミノ酸誘導体またはペプチドの濃度をマススペクトルの面積強度から定量するためには、例えば、検量線法または同位体希釈法が用いられる。質量分析において、分析対象物質を定量分析する手法の一つに検量線法が挙げられる。検量線法は、既知量の標準物質を含み、濃度の異なるいくつかの標準試料と、これらの標準試料から得られる信号強度との関係(検量線)が理論的には線形関係になることを利用し、未知試料から得られた信号強度からその試料の濃度を定量する方法である。標準とする試料の調製法により、検量線法は、外部標準法、内部標準法、標準添加法に大別されるが、本アッセイ方法ではいずれの方法を用いてもよい。同位体希釈法は、測定対象化合物を構成する特定の元素の同位体比に着目し、同位体比が既知のスパイクを一定量添加して測定対象化合物の同位体組成を平衡に到達させた後、スパイク添加前後の試料の同位体比を測定し、同位体組成の変化から試料の元素濃度を求める方法であり、検出限界が1pg程度と低いことが利点として挙げられる。   In the present invention, for example, a standard curve method or an isotope dilution method is used to quantify the concentration of the amino acid derivative or peptide to be assayed from the area intensity of the mass spectrum. In mass spectrometry, one of the techniques for quantitative analysis of a substance to be analyzed is a calibration curve method. The calibration curve method shows that the relationship (calibration curve) between several standard samples containing known amounts of standard substances and different concentrations and the signal intensities obtained from these standard samples is theoretically a linear relationship. This is a method of using and quantifying the concentration of the sample from the signal intensity obtained from the unknown sample. The calibration curve method is roughly classified into an external standard method, an internal standard method, and a standard addition method depending on the preparation method of the standard sample. Any method may be used in the present assay method. The isotope dilution method focuses on the isotope ratio of a specific element that constitutes the measurement target compound, and after adding a certain amount of spikes with a known isotope ratio to reach the equilibrium of the isotope composition of the measurement target compound In this method, the isotope ratio of the sample before and after spike addition is measured, and the element concentration of the sample is obtained from the change in the isotope composition. The advantage is that the detection limit is as low as about 1 pg.

上記の様にして得られたバイオマーカーの定量データは、疾患の発症、進行度、予後等の予測や診断に用いることができる。すなわち、本発明の一実施形態としては、アミノ酸誘導体またはペプチドであるバイオマーカーのN末端アミノ基とトリニトロフェニル化剤等の誘導体化剤とを反応させ、N末端アミノ基をトリニトロフェニル化等の誘導体化する工程と、N末端アミノ基がトリニトロフェニル化等の誘導体化されたアミノ酸誘導体またはペプチドを質量分析する工程と、質量分析方法を用いて得られた質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行う工程と、このようにして得られるバイオマーカーの濃度データを元に、疾患の発症、進行度、予後等に関する診断を行う工程を有する疾患の診断方法に関するものである。   The quantitative data of the biomarker obtained as described above can be used for prediction and diagnosis of disease onset, progression, prognosis and the like. That is, as one embodiment of the present invention, an N-terminal amino group of a biomarker that is an amino acid derivative or peptide is reacted with a derivatizing agent such as a trinitrophenylating agent, and the N-terminal amino group is trinitrophenylated or the like. Using the mass spectrum intensity data obtained by using the mass spectrometric method, mass spectrometric analysis of the amino acid derivative or peptide in which the N-terminal amino group is derivatized such as trinitrophenylation, etc. A method for diagnosing a disease comprising a step of quantifying a biomarker concentration in a biological sample and a step of diagnosing the onset, progression, prognosis, etc. of the disease based on the biomarker concentration data thus obtained It is about.

本発明の診断方法は、複数種のAGE類を同時に測定、定量できることからも有用である。すなわち、本発明は、試料中でニトロフェニル化を行うことができる方法であり、また質量分析により分析するものであるから、質量数が異なる対象物質を測定する場合、質量分析法と組み合わせることで同時に測定(定量)することができる優れた方法を提供するものである。本発明により、従来の早期診断法に比べて、費用および手間を大幅に削減することができる。   The diagnostic method of the present invention is useful because it can simultaneously measure and quantify a plurality of types of AGEs. That is, the present invention is a method capable of performing nitrophenylation in a sample, and is analyzed by mass spectrometry. Therefore, when measuring target substances having different mass numbers, it can be combined with mass spectrometry. The present invention provides an excellent method capable of simultaneously measuring (quantifying). According to the present invention, costs and labor can be greatly reduced as compared with the conventional early diagnosis method.

以下、本発明の実施例に基づいて、本発明の特徴、作用効果についてより具体的に説明する。これらの実施例はあくまでも例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, based on the Example of this invention, the characteristic and effect of this invention are demonstrated more concretely. These examples are illustrative only and are not intended to limit the scope of the present invention.

トリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1−TNP)[Iii]を次のようにして製造した。
メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体(MG−H1)[IIa]を0.1Mホウ酸溶液(pH9.3)に溶解させ、30mM 2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩(TNBS)−0.1Mホウ酸溶液(pH9.3)を10μL添加後、十分に混和した。得られた混合物を30℃にて20分間インキュベー卜して、誘導体化を行った。誘導体化したMG−H1(MG−H1−TNP)を、それぞれ、100%CHCN/0.1%ギ酸(3mL)及び0.1%ギ酸(3mL)で平衡化したSep−Pak Plus C18カートリッジ(Waters)に負荷し、0.1%FA(3mL)で洗浄後、100%CHCN/0.1%ギ酸(3mL)にて溶出した画分を遠心エバポレータで乾固した。画分乾固物は脱イオン水1.5mLで再溶解し、凍結乾燥後、−40℃で保存した。
Trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1-TNP) [Iii] was prepared as follows.
Methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative (MG-H1) [IIa] was dissolved in 0.1 M boric acid solution (pH 9.3), and 30 mM 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid sodium salt (TNBS) -0. After adding 10 μL of 1M boric acid solution (pH 9.3), the mixture was thoroughly mixed. The resulting mixture was incubated at 30 ° C. for 20 minutes for derivatization. Sep-Pak Plus C 18 derivatized MG-H1 (MG-H1-TNP) with 100% CH 3 CN / 0.1% formic acid (3 mL) and 0.1% formic acid (3 mL), respectively. After loading on a cartridge (Waters) and washing with 0.1% FA (3 mL), the fraction eluted with 100% CH 3 CN / 0.1% formic acid (3 mL) was dried to dryness with a centrifugal evaporator. The fraction dried product was redissolved in 1.5 mL of deionized water, freeze-dried, and stored at -40 ° C.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

トリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP−TNP)[Iiii]を次のようにして製造した。
アルグピリミジン[IIb]を、実施例1と実質的に同様に処理してトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体(AP−TNP)[Iiii]を得た。
The trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP-TNP) [Iiii] was prepared as follows.
Argpyrimidine [IIb] was treated in substantially the same manner as in Example 1 to obtain a trinitrophenylated argpyrimidine derivative (AP-TNP) [Iiii].

Figure 2014010700
Figure 2014010700

質量スペクトルの測定
MG−H1およびAP、ならびに上記の様にして調製したMG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体(それぞれ「MG−H1−TNP」および「AP−TNP」)を0.1%ギ酸に溶解させ、質量スペクトルの測定を行った。測定条件は下記のとおりである。
・イオン化モード ESI−positive
・スキャン範囲 100〜500m/z
・ドライガス 330℃、8.0L/分
・ネブライザーガス 276kPa
・キャピラリー電圧 −2750V
・スキマー電圧 40V
・キャピラリー出口電圧 124V
Measurement of Mass Spectra MG-H1 and AP, and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of MG-H1 and AP prepared as described above (“MG-H1-TNP” and “AP-TNP respectively”) )) Was dissolved in 0.1% formic acid, and the mass spectrum was measured. The measurement conditions are as follows.
・ Ionization mode ESI-positive
・ Scanning range 100-500m / z
-Dry gas 330 ° C, 8.0 L / min-Nebulizer gas 276 kPa
・ Capillary voltage -2750V
-Skimmer voltage 40V
・ Capillary outlet voltage 124V

MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの質量スペクトル(MSおよびMS/MS)を、それぞれ、図1、2、3、4に示す。なお、図2、4において、MG−H1およびAPのN−2,4,6−トリニトロフェニル誘導体は、それぞれ、「MG−H1−TNP」、「AP−TNP」と表記されている。MS/MSの測定に用いたプリカーサーイオンは、ぞれぞれの化合物についての[M+H]イオンである。得られた質量スペクトルのうち、ピーク強度の最も大きなものを、後述するLC−MRM−MS/MS分析においてモニターの対象となるイオンピークとして選択した。 The mass spectra (MS and MS / MS) of MG-H1, AP, MG-H1-TNP and AP-TNP are shown in FIGS. 2 and 4, MG-H1 and N-2,4,6-trinitrophenyl derivatives of AP are denoted as “MG-H1-TNP” and “AP-TNP”, respectively. Precursor ions used for MS / MS measurement are [M + H] + ions for each compound. Among the obtained mass spectra, the one having the highest peak intensity was selected as an ion peak to be monitored in the LC-MRM-MS / MS analysis described later.

また、図3、図4に示すMSスペクトルおよびMS/MSスペクトルより予測されるMG−H1−TNPおよびAP−TNPのフラグメンテーションパターンを、それぞれ図5および図6に示す。   Moreover, the fragmentation patterns of MG-H1-TNP and AP-TNP predicted from the MS spectrum and the MS / MS spectrum shown in FIGS. 3 and 4 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.

LC−MRM−MS/MS分析
下記の条件下で、MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPのLC−MRM−MS/MS分析を行った。サンプル濃度はいずれも10nmol/Lとし、いずれも0.1%ギ酸水溶液に溶解させた。
<HPLC条件>
・移動相 MeOH−0.1%ギ酸水溶液
・流速 0.20mL/分
・グラジエント 0〜100%(25分)
・固定相 Waters Atlantis T3(φ2.1×100mm)
・カラムオーブン温度 40℃
LC-MRM-MS / MS analysis LC-MRM-MS / MS analysis of MG-H1, AP, MG-H1-TNP and AP-TNP was performed under the following conditions. Each sample concentration was 10 nmol / L, and all were dissolved in 0.1% formic acid aqueous solution.
<HPLC conditions>
-Mobile phase MeOH-0.1% formic acid aqueous solution-Flow rate 0.20 mL / min-Gradient 0-100% (25 min)
・ Stationary phase Waters Atlantis T3 (φ2.1 × 100mm)
Column oven temperature 40 ℃

<MS条件>
・イオン化モード ESI−positive
・スキャン範囲 100〜500m/z
・ドライガス 330℃、8.0L/分
・ネブライザーガス 276kPa
・キャピラリー電圧 −2750V
・スキマー電圧 40V
・キャピラリー出口電圧 124V
・インジェクション体積 25μL
<MS conditions>
・ Ionization mode ESI-positive
・ Scanning range 100-500m / z
-Dry gas 330 ° C, 8.0 L / min-Nebulizer gas 276 kPa
・ Capillary voltage -2750V
-Skimmer voltage 40V
・ Capillary outlet voltage 124V
・ Injection volume 25μL

MG−H1、AP、MG−H1−TNPおよびAP−TNPのマスクロマトグラムを、それぞれ、図7、8に示す。図7の結果より、MG−H1のN末端アミノ基を2,4,6−トリニトロフェニル化することにより、ピーク強度が1500倍程度に増大することが確認された。   The mass chromatograms of MG-H1, AP, MG-H1-TNP, and AP-TNP are shown in FIGS. 7 and 8, respectively. From the results shown in FIG. 7, it was confirmed that the peak intensity increased to about 1500 times when the N-terminal amino group of MG-H1 was 2,4,6-trinitrophenylated.

検量線の作製ならびに検出限界および定量限界の決定
内部標準としてMG−H1−TNPの重水素化体(MG−H1−d3−TNP)を用いて、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの検量線を作製した。酸による分解の影響を避けるために、インジェクション直前に0.1%ギ酸水溶液を添加する手順(表1参照)で希釈を行い、高濃度側から測定を行った。まず、原液として、MG−H1−TNPおよびAP−TNPの1μmol/mL水溶液を調製し、終濃度が400、200、40、20、4、2pmol/mLとなるように水で希釈した。各濃度について、これらの等モル混合物25μLに、MG−H1−d3−TNPの400pmol/mL水溶液25μLを加え、0.2%ギ酸水溶液50μLを加えて十分混和し、うち25μLをLC−MS分析に用いた。
Preparation of calibration curve and determination of detection limit and quantification limit MG-H1-TNP and AP-TNP calibration curves using deuterated form of MG-H1-TNP (MG-H1-d3-TNP) as an internal standard Was made. In order to avoid the influence of decomposition by acid, dilution was performed by a procedure (see Table 1) in which a 0.1% formic acid aqueous solution was added immediately before injection, and measurement was performed from the high concentration side. First, a 1 μmol / mL aqueous solution of MG-H1-TNP and AP-TNP was prepared as a stock solution, and diluted with water so that the final concentrations were 400, 200, 40, 20, 4, 2 pmol / mL. For each concentration, add 25 μL of a 400 pmol / mL aqueous solution of MG-H1-d3-TNP to 25 μL of these equimolar mixtures, add 50 μL of a 0.2% aqueous formic acid solution, and mix well, 25 μL of which for LC-MS analysis. Using.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

得られた質量スペクトルにおけるMG−H1−TNPまたはAP−TNPと、MG−H1−d3−TNPとのピーク強度比をMG−H1−TNPまたはAP−TNPの濃度に対しプロットすることにより、図9および10に示す検量線が得られた。これらより、MG−H1−TNPについて、検出限界2.05pmol/mL、定量限界6.20pmol/mL、AP−TNPについて、検出限界0.11pmol/mL、定量限界0.33pmol/mLという結果が得られた。同様にCML−TNPについて検量線を作製し濃度換算すると、検出限界5.3nmol/L、定量限界16nmol/Lであった。また、CEL−TNPについては、検出限界2.7nmol/L、定量限界8.0nmol/Lであった。検量線については、相関係数0.996以上の良好な直線性が得られると共に、それぞれについてpmolレベル(濃度としてnM/Lレベル)での定量分析が可能であることが確認された。これらの数値は、従来より用いられている誘導体化剤であるダンシルクロリドやNDA(2,3−ナフタレンジアルデヒド)における検出限界の1/100〜1/200であり、2,4,6−トリニトロフェニル化により大幅な感度向上が可能であることを示している。   By plotting the peak intensity ratio of MG-H1-TNP or AP-TNP and MG-H1-d3-TNP in the obtained mass spectrum against the concentration of MG-H1-TNP or AP-TNP, FIG. A calibration curve shown in FIGS. From these, for MG-H1-TNP, the detection limit was 2.05 pmol / mL, the limit of quantification was 6.20 pmol / mL, and for AP-TNP, the detection limit was 0.11 pmol / mL and the limit of quantification was 0.33 pmol / mL. It was. Similarly, when a calibration curve was prepared for CML-TNP and the concentration was converted, the detection limit was 5.3 nmol / L and the quantification limit was 16 nmol / L. For CEL-TNP, the detection limit was 2.7 nmol / L and the quantification limit was 8.0 nmol / L. Regarding the calibration curve, it was confirmed that good linearity with a correlation coefficient of 0.996 or more was obtained, and that quantitative analysis at the pmol level (concentration nM / L level) was possible for each. These numerical values are 1/100 to 1/200 of the detection limit in dansyl chloride and NDA (2,3-naphthalenedialdehyde) which are conventionally used derivatizing agents, and 2,4,6-tri It shows that nitrophenylation can greatly improve sensitivity.

2,4,6−トリニトロフェニル化におけるpHの影響
実施例1および2においてMG−H1−TNPおよびAP−TNPのそれぞれの調製において、反応液のpHを7.5、8.0、8.5にした場合における誘導体化率を、LC−MS分析を用いて算出した。遠心エバポレータ処理により得られた乾固物を0.2%ギ酸水溶液100μLに溶解し、内部標準としてMG−H1−d3−TNPの200pmol/mL水溶液50μLを加え、十分に混和した後、25μLをLC−MS分析に供し、検量線法により2,4,6−トリニトロフェニル体の濃度を決定した。結果は、図11、12に示すとおりであり、MG−H1−TNPまたはAP−TNPのいずれの場合についても、pH8.5〜9.3で、定量的に誘導体化が可能であることが確認された。
Effect of pH on 2,4,6-trinitrophenylation In the preparation of MG-H1-TNP and AP-TNP in Examples 1 and 2, the pH of the reaction solution was adjusted to 7.5, 8.0, 8. The derivatization rate in the case of 5 was calculated using LC-MS analysis. Dissolve the dried product obtained by the centrifugal evaporator treatment in 100 μL of 0.2% formic acid aqueous solution, add 50 μL of 200 pmol / mL aqueous solution of MG-H1-d3-TNP as an internal standard, mix thoroughly, and then add 25 μL to LC. The sample was subjected to -MS analysis, and the concentration of 2,4,6-trinitrophenyl compound was determined by a calibration curve method. The results are as shown in FIGS. 11 and 12, and it is confirmed that derivatization can be quantitatively performed at pH 8.5 to 9.3 in either case of MG-H1-TNP or AP-TNP. It was done.

ラット血漿スパイク試験
SDラットのコントロール血漿に対し、MG−H1、APおよび内部標準であるMG−H1−d3をスパイクし、回収後、2,4,6−トリニトロフェニル化を行った。血漿に対する前処理は、図13に示すプロトコール(E.M.N. Nakashima et al., Anal. Biochem., 414, 109-116(2011)参照)に準拠して行い、スパイクしたMG−H1、APおよびMG−H1−d3の同時検出を試みた。標準添加法により作製した検量線を用いたLC−MS分析により、MG−H1およびAPについて、血漿中濃度の定量が可能であることが確認された。
Rat Plasma Spike Test MG-H1, AP and MG-H1-d3, which is an internal standard, were spiked into control plasma of SD rats, and after recovery, 2,4,6-trinitrophenylation was performed. Plasma pretreatment was performed according to the protocol shown in FIG. 13 (see EMN Nakashima et al., Anal. Biochem., 414, 109-116 (2011)), and spiked MG-H1, AP and MG-H1. Attempted simultaneous detection of -d3. LC-MS analysis using a calibration curve prepared by the standard addition method confirmed that the plasma concentration of MG-H1 and AP could be quantified.

Val−Tyrを用いた検討
AGE類であるMG−H1およびAPの代わりにジペプチドVal−Tyrを用いて、上記と同様の手順により、2,4,6−トリニトロフェニル化による検出感度の変化を検討した結果、MG−H1の場合と同様、2,4,6−トリニトロフェニル化によりピーク強度が約50倍に増大することが確認された(表2)。
Examination using Val-Tyr Using the dipeptide Val-Tyr instead of AGEs MG-H1 and AP, the change in detection sensitivity due to 2,4,6-trinitrophenylation was performed in the same procedure as above. As a result of the examination, it was confirmed that the peak intensity increased about 50 times by 2,4,6-trinitrophenylation as in the case of MG-H1 (Table 2).

ジペプチドを用いた検討
実施例8と実質的に同様にして下記ジペプチドを調製し、検出感度の変化を検討した。その結果を表2に示す。
Examination using dipeptide The following dipeptide was prepared in substantially the same manner as in Example 8, and the change in detection sensitivity was examined. The results are shown in Table 2.

Figure 2014010700
Figure 2014010700

この発明は、例えば、生体内成分であるタンパク質が代謝過程で糖化等された最終糖化産物や中間産物等の代謝産物を始めとするアミノ酸誘導体をニトロベンゼン化合物等の誘導体化剤により誘導体化したアミノ化合物であって、特に耐糖能異常の診断に有用な化合物であるところから、これらのあの化合物を迅速、高感度かつ高精度に定量することが可能である質量分析方法である。したがって、これらのアミノ化合物をバイオマーカーとしてアッセイすることにより様々な疾患の予防や診断に役立ち、これによりその疾患の予防薬や治療薬の開発に役に立つことが期待できる。   The present invention is, for example, an amino compound obtained by derivatizing an amino acid derivative including a metabolite such as a final glycation product or an intermediate product obtained by saccharifying a protein that is an in vivo component in a metabolic process with a derivatizing agent such as a nitrobenzene compound. Since the compound is particularly useful for diagnosis of impaired glucose tolerance, it is a mass spectrometric method capable of quantifying these compounds quickly, with high sensitivity and high accuracy. Therefore, it can be expected that assaying these amino compounds as biomarkers will be useful for the prevention and diagnosis of various diseases, and thereby useful for the development of preventive and therapeutic agents for the diseases.

Claims (25)

一般式[I]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。)
An amino compound represented by the general formula [I] or a salt thereof.
Figure 2014010700
(In the formula, R means an amino substituent, and Z means a nitrophenyl group.)
請求項1に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ置換基がアミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基または複数の該アミノ酸残基ならびに/もしくは置換アミノ酸残基がペプチド結合したペプチド残基であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。   2. The amino compound or salt thereof according to claim 1, wherein the amino substituent is an amino acid residue, a substituted amino acid residue, or a plurality of the amino acid residues and / or a peptide residue in which the substituted amino acid residues are peptide-bonded. An amino compound or a salt thereof, wherein 請求項2に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、プロリン、アルギニン、セリン、トレオニン、バリン、トリプトファンもしくはチロシンまたはそれらの置換体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
An amino compound or a salt thereof according to claim 2,
The amino acid residue or the amino acid of the substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, proline, An amino compound or a salt thereof which is arginine, serine, threonine, valine, tryptophan or tyrosine, or a substituted product thereof.
請求項2または3に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基のアミノ酸または前記ペプチド残基の構成アミノ酸が、アルギニン、リジン、バリン、チロシン、メチオニン、グリシン、ヒスチジン、グルタミン酸もしくはトリプトファンまたはそれらの置換体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
The amino compound or a salt thereof according to claim 2 or 3,
The amino acid of the amino acid residue or substituted amino acid residue or the constituent amino acid of the peptide residue is arginine, lysine, valine, tyrosine, methionine, glycine, histidine, glutamic acid or tryptophan, or a substituted product thereof An amino compound or a salt thereof.
請求項2ないし4のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記置換アミノ酸残基が、最終糖化産物(AGE)の残基であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
The amino compound or a salt thereof according to any one of claims 2 to 4,
The amino compound or a salt thereof, wherein the substituted amino acid residue is a residue of a final glycation product (AGE).
請求項5に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記最終糖化産物(AGE)が、アルギニン誘導体またはリジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。   6. The amino compound or salt thereof according to claim 5, wherein the final glycation product (AGE) is an arginine derivative or a lysine derivative. 請求項2に記載のアミノ化合物またはその塩であって、
前記ペプチド残基のペプチドが、2個ないし10個のアミノ酸がペプチド結合していることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
An amino compound or a salt thereof according to claim 2,
2. An amino compound or a salt thereof, wherein the peptide of the peptide residue is a peptide bond of 2 to 10 amino acids.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記ニトロフェニル基が、一般式[IIIb]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味する。)
The amino compound or a salt thereof according to any one of claims 1 to 7, wherein the nitrophenyl group is represented by the general formula [IIIb].
Figure 2014010700
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group, provided that R 1 , R 2 , R 3 , at least one of R 4 and R 5 means a nitro group.)
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。)
The amino compound or salt thereof according to any one of claims 1 to 8, wherein the amino compound is represented by the general formula [Ia].
Figure 2014010700
(In the formula, R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.)
請求項9に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ii]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
(式中、Rは前記と同じ意味を有する。)
The amino compound or a salt thereof according to claim 9, wherein the amino compound is represented by the general formula [Ii].
Figure 2014010700
(In the formula, R has the same meaning as described above.)
請求項1ないし10のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。)
The amino compound or a salt thereof according to any one of claims 1 to 10, wherein the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib] or a general formula [ An amino compound or a salt thereof, which is a nitrophenylated argypyrimidine derivative represented by Ic].
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.)
請求項11に記載のアミノ化合物またはその塩であって、前記アミノ化合物が、構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
The amino compound or a salt thereof according to claim 11, wherein the amino compound is represented by a trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a structural formula [Iiii]. An amino compound or a salt thereof, which is a trinitrophenylated argpyrimidine derivative.
Figure 2014010700
Figure 2014010700
一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析で測定することを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。)
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, comprising measuring the amino compound represented by the general formula [I] or a salt thereof by mass spectrometry.
Figure 2014010700
(In the formula, R means an amino substituent, and Z means a nitrophenyl group.)
請求項13に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記アミノ置換基が、アミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to claim 13,
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, wherein the amino substituent is an amino acid residue, a substituted amino acid residue or a peptide residue.
請求項13または14に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記アミノ化合物が、一般式[Ia]で表されることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはそれぞれ同じであってもまたは異なっていてもよく、水素原子またはニトロ基を意味する。ただし、R、R、R、RおよびRの少なくとも1個はニトロ基を意味し、Rは前記と同じ意味を有する。)
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to claim 13 or 14,
The amino compound is represented by the general formula [Ia], A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof.
Figure 2014010700
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a nitro group, provided that R 1 , R 2 , R 3 , at least one of R 4 and R 5 represents a nitro group, and R has the same meaning as described above.)
請求項13ないし15のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、一般式[Ib]で表されるニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または一般式[Ic]で表されるニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(式中、R、R、R、RおよびRはいずれも前記と同じ意味を有する。)
16. The method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to any one of claims 13 to 15, wherein the amino compound is a nitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the general formula [Ib]. Alternatively, a mass spectrometric method for an amino compound or a salt thereof, which is a nitrophenylated argypyrimidine derivative represented by the general formula [Ic].
Figure 2014010700
Figure 2014010700
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 all have the same meaning as described above.)
請求項13ないし16のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記アミノ化合物が、
構造式[Iii]で表されるトリニトロフェニル化メチルグリオキサール由来ヒドロイミダゾロン誘導体または構造式[Iiii]で表されるトリニトロフェニル化アルグピリミジン誘導体であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
Figure 2014010700
The method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to any one of claims 13 to 16, wherein the amino compound is
A trinitrophenylated methylglyoxal-derived hydroimidazolone derivative represented by the structural formula [Iii] or a trinitrophenylated argpyrimidine derivative represented by the structural formula [Iiii] Mass spectrometry method.
Figure 2014010700
Figure 2014010700
一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物を反応させて一般式[I]で表されるアミノ化合物またはその塩を得る工程と、
上記工程で得られたアミノ化合物またはその塩を質量分析する工程を有することを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
(式中、Rはアミノ置換基を意味する。)
Figure 2014010700
(式中、Xはアミノ基反応性官能基を意味し、Zはニトロフェニル基を意味する。)
Figure 2014010700
(式中、RおよびZは、前記と同じ意味を有する。)
A step of reacting an amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof with a nitrobenzene compound represented by the general formula [III] to obtain an amino compound represented by the general formula [I] or a salt thereof;
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, comprising a step of mass-analyzing the amino compound or a salt thereof obtained in the above step.
Figure 2014010700
(In the formula, R means an amino substituent.)
Figure 2014010700
(In the formula, X means an amino group-reactive functional group, and Z means a nitrophenyl group.)
Figure 2014010700
(In the formula, R and Z have the same meaning as described above.)
前記一般式[II]で表されるアミノ酸誘導体またはその塩と、一般式[III]で表されるニトロベンゼン化合物の反応を、アルカリ性水溶液または水と有機溶媒の混合溶液であり、かつ前記溶液のpHが8〜10でおこなうことを特徴とする請求項18に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。   The reaction of the amino acid derivative represented by the general formula [II] or a salt thereof and the nitrobenzene compound represented by the general formula [III] is an alkaline aqueous solution or a mixed solution of water and an organic solvent, and the pH of the solution The method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to claim 18, wherein is carried out at 8 to 10. 請求項18または19に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記アミノ置換基がアミノ酸残基もしくは置換アミノ酸残基またはペプチド残基であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to claim 18 or 19,
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, wherein the amino substituent is an amino acid residue, a substituted amino acid residue or a peptide residue.
請求項18ないし20のいずれか1項に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、前記反応が試料中で行われることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。   21. A mass spectrometry method for an amino compound or a salt thereof according to any one of claims 18 to 20, wherein the reaction is carried out in a sample. 請求項18ないし21のいずれか1項に記載の質量分析方法であって、
前記アミノ酸誘導体またはその塩がバイオマーカーであることを特徴とするアミノ化合物の質量分析方法。
The mass spectrometry method according to any one of claims 18 to 21, comprising:
A method for mass spectrometry of an amino compound, wherein the amino acid derivative or a salt thereof is a biomarker.
一般式[I']で表されるアミノ化合物またはその塩を質量分析することを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
Figure 2014010700
(式中、R’は、置換アミノ酸残基またはペプチド残基を意味し、Z’は誘導体化残基を意味する。)
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof, comprising mass-analyzing an amino compound represented by the general formula [I ′] or a salt thereof.
Figure 2014010700
(In the formula, R ′ means a substituted amino acid residue or peptide residue, and Z ′ means a derivatized residue.)
請求項23に記載のアミノ化合物またはその塩の質量分析方法であって、
前記誘導体化残基の誘導体化剤が、
1−ピレンスルホニルクロライド(PSC)、ダンシルクロライド(DNS−Cl)等のスルホニル化合物;
9−フルオレニルメチルクロロホルメート(FMOC)、4−ジメチルアミノスルホニル−7−フルオロベンゾキサジアゾール(DBD−F)、4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラザン(NBD−F)、2、3−ナフタレンジアルデヒド(NDA);
3−アミノピリジル−N−ヒドロキシサクシニミジルカルバメート(APDS)等のカルバメート化合物;
3−クロロカルボニル−6、7−ジメトキシ−1−メチル−2−キノキサリノン(DMEQ−COCl);
3−ニトロフェニルイソチオシアネート、3−ピリジルイソチオシアネート、4−(ジメチルアミノ)フェニルイソチオシアネート、フルオレセイン−5−イソチオシアネート(FITC)等のイソチオシアネート化合物;
ジエチルエトキシメチレンマロネート等のマロネート化合物;
(5−サクシニミドキシ−5−オキソペンチル)トリフェニルホスホニウムブロミド(SPTPP)等のホスホニウム化合物;
または2−クロロ−1−メチルピリジニウム塩等のピリジニウム化合物から選択された少なくとも1以上の誘導体化剤であることを特徴とするアミノ化合物またはその塩の質量分析方法。
A method for mass spectrometry of an amino compound or a salt thereof according to claim 23,
A derivatizing agent for the derivatized residue,
Sulfonyl compounds such as 1-pyrenesulfonyl chloride (PSC) and dansyl chloride (DNS-Cl);
9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOC), 4-dimethylaminosulfonyl-7-fluorobenzoxadiazole (DBD-F), 4-fluoro-7-nitrobenzofurazan (NBD-F), 2, 3-naphthalenedialdehyde (NDA);
Carbamate compounds such as 3-aminopyridyl-N-hydroxysuccinimidyl carbamate (APDS);
3-chlorocarbonyl-6,7-dimethoxy-1-methyl-2-quinoxalinone (DMEQ-COCl);
Isothiocyanate compounds such as 3-nitrophenyl isothiocyanate, 3-pyridyl isothiocyanate, 4- (dimethylamino) phenyl isothiocyanate, fluorescein-5-isothiocyanate (FITC);
Malonate compounds such as diethyl ethoxymethylene malonate;
Phosphonium compounds such as (5-succinimidoxy-5-oxopentyl) triphenylphosphonium bromide (SPTPP);
Or a mass spectrometric method for an amino compound or a salt thereof, which is at least one derivatizing agent selected from pyridinium compounds such as 2-chloro-1-methylpyridinium salt.
請求項13ないし24のいずれか1項に記載のアミノ化合物の質量分析方法により得られる質量スペクトルの強度データを用いて、生体試料中のバイオマーカー濃度の定量を行うことを特徴とするバイオマーカーのアッセイ方法。   25. A biomarker concentration characterized in that the biomarker concentration in a biological sample is quantified using the intensity data of the mass spectrum obtained by the mass spectrometry method of the amino compound according to any one of claims 13 to 24. Assay method.
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