JP2002543387A - 質量分析を用いるオーファン受容体のリガンドの同定 - Google Patents
質量分析を用いるオーファン受容体のリガンドの同定Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、オーファンアナライト、すなわち既知リガンドを持たない親和性分子の検出のための、連続流分離法への質量分析(MS)のオンライン連結に関する。さらなる実施態様において、本オンライン検出方法は、未知リガンドを有するアッセイのためのスクリーニング法として使用される。さらに、本発明は、この方法により検出される化合物、および親和性分子に対するリガンドとしてのこのような化合物の使用に関する。
Description
【0001】 本発明は、「オーファン」アナライト、すなわち既知リガンドを持たない親和
性分子の検出のための、連続流分離法への質量分析(MS)のオンライン連結に
関する。さらなる実施態様において、本オンライン検出方法は、未知リガンドを
有するアッセイのためのスクリーニング法として使用することができる。さらに
、本発明は、この方法により検出される化合物、および親和性分子に対するリガ
ンドとしてのこのような化合物の使用に関する。
性分子の検出のための、連続流分離法への質量分析(MS)のオンライン連結に
関する。さらなる実施態様において、本オンライン検出方法は、未知リガンドを
有するアッセイのためのスクリーニング法として使用することができる。さらに
、本発明は、この方法により検出される化合物、および親和性分子に対するリガ
ンドとしてのこのような化合物の使用に関する。
【0002】 近年、連続流生化学的検出に基づく一連の生化学的アッセイが開発されている
。典型的には、不均一または均一生化学的検出方策を使用して、高感度の、通常
蛍光標識したレポーター分子の濃度を測定することにより、リガンドと親和性タ
ンパク質との親和性相互作用が監視されている。しかし「オーファン」受容体、
すなわちこれまでその「親和性」リガンドが見つかっていない受容体を扱う時は
、親和性リガンドのいわゆる「非標識検出」を可能にする新しい方策を開発する
必要がある。レポーター分子とともに試料から非結合アナライトを同時溶出する
ことを可能にする、標識に基づくアッセイと比較して、オーファン受容体の非標
識アッセイは、結合リガンドと非結合リガンドの厳密な分離が要求される。
。典型的には、不均一または均一生化学的検出方策を使用して、高感度の、通常
蛍光標識したレポーター分子の濃度を測定することにより、リガンドと親和性タ
ンパク質との親和性相互作用が監視されている。しかし「オーファン」受容体、
すなわちこれまでその「親和性」リガンドが見つかっていない受容体を扱う時は
、親和性リガンドのいわゆる「非標識検出」を可能にする新しい方策を開発する
必要がある。レポーター分子とともに試料から非結合アナライトを同時溶出する
ことを可能にする、標識に基づくアッセイと比較して、オーファン受容体の非標
識アッセイは、結合リガンドと非結合リガンドの厳密な分離が要求される。
【0003】 システムの生化学的部分においてアクセス制限カラムと中空繊維モジュールを
形成することにより、複雑な生物マトリックスから親和性リガンドを単離するこ
とができる。次に、生化学的構成を質量分析に連結することにより、オーファン
親和性分子に対する親和性を示すリガンドのオンライン検出が可能になる。
形成することにより、複雑な生物マトリックスから親和性リガンドを単離するこ
とができる。次に、生化学的構成を質量分析に連結することにより、オーファン
親和性分子に対する親和性を示すリガンドのオンライン検出が可能になる。
【0004】 先行技術から、生化学的アッセイは、生物特異的相互作用の選択性を、レポー
ター分子として使用される標識物の高感度検出と組合せた、高感度検出法である
ことは知られている。 このような技術の一例は、WO91/13354に記載されている。この文献
は、親和性分子に対して特異的な抗体が支持体に固定化されている、フロー免疫
センサーを記載している。抗体の結合部位は、標識型の既知リガンドで飽和され
ている。分析すべき液体を抗体と接触させると、その液体中に存在する親和性分
子が標識抗原と置き換わることができる。最後に、置換された標識抗原を検出す
る。
ター分子として使用される標識物の高感度検出と組合せた、高感度検出法である
ことは知られている。 このような技術の一例は、WO91/13354に記載されている。この文献
は、親和性分子に対して特異的な抗体が支持体に固定化されている、フロー免疫
センサーを記載している。抗体の結合部位は、標識型の既知リガンドで飽和され
ている。分析すべき液体を抗体と接触させると、その液体中に存在する親和性分
子が標識抗原と置き換わることができる。最後に、置換された標識抗原を検出す
る。
【0005】 しかしさらに、生化学的アッセイには交差反応性(抗体が2つ以上のアナライ
トと反応することを意味する)という問題があることも知られている。このため
誤った結果が得られる。このため生化学的アッセイは、しばしば分画工程、例え
ば、HPLCまたは別の型の液体クロマトグラフィーを用いる分離工程と組合せ
られる。
トと反応することを意味する)という問題があることも知られている。このため
誤った結果が得られる。このため生化学的アッセイは、しばしば分画工程、例え
ば、HPLCまたは別の型の液体クロマトグラフィーを用いる分離工程と組合せ
られる。
【0006】 本発明が関係する分野において、分画工程と生化学的アッセイ検出システムと
のオンライン連結に対するニーズが存在する。連続流生化学的アッセイを実施す
るために、いくつかのアプローチが提案および記載されている。このような生化
学的アッセイの多くは、逐次添加型の生化学的アッセイに基づくポストカラム(
postcolumn)反応検出システムの形式である。
のオンライン連結に対するニーズが存在する。連続流生化学的アッセイを実施す
るために、いくつかのアプローチが提案および記載されている。このような生化
学的アッセイの多くは、逐次添加型の生化学的アッセイに基づくポストカラム(
postcolumn)反応検出システムの形式である。
【0007】 キャシディー(Cassidy)ら,Anal.Chem.64(1992),19
73−1977は、1分未満でアルブミンおよびトランスフェリンに関する免疫
測定法を実施する、抗体、試料およびプロテインAカラム上の標識の逐次添加に
基づく、動力学的に制御された免疫測定法を開示している。
73−1977は、1分未満でアルブミンおよびトランスフェリンに関する免疫
測定法を実施する、抗体、試料およびプロテインAカラム上の標識の逐次添加に
基づく、動力学的に制御された免疫測定法を開示している。
【0008】 ニルソン(Nilson)ら,J.Chromatography,597(199
2),383−389は、酵素標識抗体を伴う連続流競合アッセイを記載してい
る。記載されるシステムは、活性の監視が可能になるようにサイズ排除カラムに
連結された。
2),383−389は、酵素標識抗体を伴う連続流競合アッセイを記載してい
る。記載されるシステムは、活性の監視が可能になるようにサイズ排除カラムに
連結された。
【0009】 逐次的であるこれらの先行技術は、分画流出液の連続監視が可能ではないため
、液体クロマトグラフィーまたは他の分画システムへのオンライン連結には適し
ていない。
、液体クロマトグラフィーまたは他の分画システムへのオンライン連結には適し
ていない。
【0010】 Analytical Chemistry 68(1996),4226−
4236中の論文において、ネドベド(Nedved)らは、ベンゾジアゼピン類を性
状解析するための方法を記載している。この方法は、タンパク質−6−カラム上
の抗体に対するベンゾジアゼピンの結合を包含する。形成される複合体は、pH
ステップを使用して溶出される。ベンゾジアゼピンは、アクセス制限(RA)カ
ラムを使用して、抗体から分離され、ベンゾジアゼピンがカラム物質中に残る。
この3つの工程(これらは、連続的プロセスで使用することはできない)後、ベ
ンゾジアゼピンは、RAカラムから溶出され、検出のために質量分析計に移され
る。
4236中の論文において、ネドベド(Nedved)らは、ベンゾジアゼピン類を性
状解析するための方法を記載している。この方法は、タンパク質−6−カラム上
の抗体に対するベンゾジアゼピンの結合を包含する。形成される複合体は、pH
ステップを使用して溶出される。ベンゾジアゼピンは、アクセス制限(RA)カ
ラムを使用して、抗体から分離され、ベンゾジアゼピンがカラム物質中に残る。
この3つの工程(これらは、連続的プロセスで使用することはできない)後、ベ
ンゾジアゼピンは、RAカラムから溶出され、検出のために質量分析計に移され
る。
【0011】 シーゲル(SIegel)らは、J.Mass Spectr.33(1998),
264−273において、プロテアーゼとインヒビターを含有する試料を1時間
インキュベートし、次に試料を分子量による分離に付す方法を記載している。
264−273において、プロテアーゼとインヒビターを含有する試料を1時間
インキュベートし、次に試料を分子量による分離に付す方法を記載している。
【0012】 Rapid Communications in Mass Spectr
ometry 11(1997)、1178−1184でヅナエフスキー(Duna
yevskiy)らが記載した方法も、連続オンライン検出法に適していない。この方
法は、非結合成分を捕捉しタンパク質性物質を通過させるのにゲル濾過カラムを
必要とする。
ometry 11(1997)、1178−1184でヅナエフスキー(Duna
yevskiy)らが記載した方法も、連続オンライン検出法に適していない。この方
法は、非結合成分を捕捉しタンパク質性物質を通過させるのにゲル濾過カラムを
必要とする。
【0013】 J.Combinatorial Chem.1(1999),82−90で
ブロム(Blom)らは、タンパク質/リガンド複合体と非結合リガンドの混合物を
サイズ排除カラムで分離し、ここで複合体をタンパク質トラップに捕捉した方法
を記載している。複合体は、勾配LCポンプを使用してこのトラップから溶出さ
れる。流出液は、MSに導かれる。
ブロム(Blom)らは、タンパク質/リガンド複合体と非結合リガンドの混合物を
サイズ排除カラムで分離し、ここで複合体をタンパク質トラップに捕捉した方法
を記載している。複合体は、勾配LCポンプを使用してこのトラップから溶出さ
れる。流出液は、MSに導かれる。
【0014】 ゲル濾過スピンカラムを使用して非結合酵素からペプチド−酵素複合体を分離
し、次にC18カートリッジを使用してオンライン濃縮し、MSに注入する、An
alytical Biochemistry 258(1998)、19−3
0でフイヤー(Huyer)らが記載した連続オンライン法も、適していない。
し、次にC18カートリッジを使用してオンライン濃縮し、MSに注入する、An
alytical Biochemistry 258(1998)、19−3
0でフイヤー(Huyer)らが記載した連続オンライン法も、適していない。
【0015】 Journal of Chromatography 633(1993)
,65−72におけるイルス(Irth)らの論文、ならびにAnal.Chem.
66(1994),4295−4301、およびJournal of Chr
omatography 653(1994),55−61におけるウースター
カンプ(Oosterkamp)らの論文に、ジゴキシゲニンおよびその代謝物のオンライ
ン検出のための方法が記載されている。このオンライン検出プロセスは、ジゴキ
シゲニンとその代謝物を含む試料の直接注入、液体クロマトグラフィー(LC)
分画分離工程、LCカラムの流出液とジゴキシゲニンに対するフルオレセイン標
識抗体との混合、抗原結合支持体を充填した小カラムの通過による混合物からの
遊離標識抗体の除去、および強蛍光性生化学的複合体の検出を含む。 記載されているジゴキシゲニンシステムは、抗体と、分析用カラムから溶出す
る抗原との結合反応に基づく。フルオレセイン標識抗体の使用により、ナノモル
範囲の検出限界が得られる。
,65−72におけるイルス(Irth)らの論文、ならびにAnal.Chem.
66(1994),4295−4301、およびJournal of Chr
omatography 653(1994),55−61におけるウースター
カンプ(Oosterkamp)らの論文に、ジゴキシゲニンおよびその代謝物のオンライ
ン検出のための方法が記載されている。このオンライン検出プロセスは、ジゴキ
シゲニンとその代謝物を含む試料の直接注入、液体クロマトグラフィー(LC)
分画分離工程、LCカラムの流出液とジゴキシゲニンに対するフルオレセイン標
識抗体との混合、抗原結合支持体を充填した小カラムの通過による混合物からの
遊離標識抗体の除去、および強蛍光性生化学的複合体の検出を含む。 記載されているジゴキシゲニンシステムは、抗体と、分析用カラムから溶出す
る抗原との結合反応に基づく。フルオレセイン標識抗体の使用により、ナノモル
範囲の検出限界が得られる。
【0016】 この先行技術のアッセイは、不均一検出システムである。これは、遊離標識物
と結合標識物との分離工程を必要とする。遊離/結合標識物分離法の例には、ア
クセス制限相および中空繊維モジュールがある。
と結合標識物との分離工程を必要とする。遊離/結合標識物分離法の例には、ア
クセス制限相および中空繊維モジュールがある。
【0017】 前述の先行技術のアッセイにおける生化学的試薬は、免疫精製され、かつ市販
されている抗ジゴキシゲニン抗体のフルオレセイン標識断片よりなる。しかし精
製された標識抗体が市販されていることは例外的である。ほとんど全ての場合に
、抗体は、粗精製抗血清で未標識状態でのみ利用可能である。抗体(または他の
親和性タンパク質)の標識および精製スキームは当業者に公知であるが、市販さ
れている抗血清を前処理なしに使用することが好ましい。
されている抗ジゴキシゲニン抗体のフルオレセイン標識断片よりなる。しかし精
製された標識抗体が市販されていることは例外的である。ほとんど全ての場合に
、抗体は、粗精製抗血清で未標識状態でのみ利用可能である。抗体(または他の
親和性タンパク質)の標識および精製スキームは当業者に公知であるが、市販さ
れている抗血清を前処理なしに使用することが好ましい。
【0018】 フシエ(Hsieh)ら(Molecular Diversity,2(199
6),189−196)は、質量分析と連結したクロマトグラフィーを用いるス
クリーニング方法を記載している。これらの方法は、2回の測定(最初は標的タ
ンパク質のライブラリー無しで、次にこのようなライブラリー有りで)を必要と
する。これは、バックグラウンド化合物、特に質量スペクトルの広い範囲にわた
って大きなバックグラウンドシグナルを引き起こす親和性タンパク質が、この型
の測定法には常に存在し、そしてこれが、本法の効率、選択性および融通性を大
きく限定していることを意味する。
6),189−196)は、質量分析と連結したクロマトグラフィーを用いるス
クリーニング方法を記載している。これらの方法は、2回の測定(最初は標的タ
ンパク質のライブラリー無しで、次にこのようなライブラリー有りで)を必要と
する。これは、バックグラウンド化合物、特に質量スペクトルの広い範囲にわた
って大きなバックグラウンドシグナルを引き起こす親和性タンパク質が、この型
の測定法には常に存在し、そしてこれが、本法の効率、選択性および融通性を大
きく限定していることを意味する。
【0019】 カウア(Kaur)ら(Journal of Protein Chemist
ry 16,No 5(1997))は、コンビナトリアルライブラリーにおけ
る活性成分が、受容体に結合し、サイズ排除クロマトグラフィーにより単離され
てカラムに捕捉され、次に脱着溶媒を使用して親和性タンパク質/リガンド複合
体を解離する方法を記載している。続いて質量分析により同定が行われるが、こ
れは親和性タンパク質のバックグラウンドを伴う。 従ってフシエ(Hsieh)およびカウア(Kaur)が記載した方法は、存在する親
和性タンパク質の質量分析計における大きなバックグラウンドシグナルにより妨
害される。
ry 16,No 5(1997))は、コンビナトリアルライブラリーにおけ
る活性成分が、受容体に結合し、サイズ排除クロマトグラフィーにより単離され
てカラムに捕捉され、次に脱着溶媒を使用して親和性タンパク質/リガンド複合
体を解離する方法を記載している。続いて質量分析により同定が行われるが、こ
れは親和性タンパク質のバックグラウンドを伴う。 従ってフシエ(Hsieh)およびカウア(Kaur)が記載した方法は、存在する親
和性タンパク質の質量分析計における大きなバックグラウンドシグナルにより妨
害される。
【0020】 本発明の利点の1つは、MS中のタンパク質バックグランド無しで未知のリガ
ンドを検出する可能性を提供することである。特に低濃度については、これは測
定法の成功のために必要である。 本発明の1つの目的は、既知リガンドを使用する必要の無い技術を提供するこ
とにより、既知の測定法に対する改良を提供することである。
ンドを検出する可能性を提供することである。特に低濃度については、これは測
定法の成功のために必要である。 本発明の1つの目的は、既知リガンドを使用する必要の無い技術を提供するこ
とにより、既知の測定法に対する改良を提供することである。
【0021】 上記問題は、分画工程の流出液の質量分析計(MS)へのオンライン連結を特
徴とするオンライン検出法を提供することにより克服され、この方法は、制御量
の親和性分子(例えば、親和性タンパク質)を分画工程の流出液に加え、こうし
て親和性分子が流出液中のアナライトに結合し、次にアクセス制限支持体を使用
して分離工程を行い、こうしてアナライト−親和性分子複合体が透過し、次に適
当な解離工程によりアナライト−親和性分子複合体を解離させ、次に第2の分離
工程で、解離したアナライトと親和性分子を分離し、次に質量分析計を用いてア
ナライトを検出することからなる。
徴とするオンライン検出法を提供することにより克服され、この方法は、制御量
の親和性分子(例えば、親和性タンパク質)を分画工程の流出液に加え、こうし
て親和性分子が流出液中のアナライトに結合し、次にアクセス制限支持体を使用
して分離工程を行い、こうしてアナライト−親和性分子複合体が透過し、次に適
当な解離工程によりアナライト−親和性分子複合体を解離させ、次に第2の分離
工程で、解離したアナライトと親和性分子を分離し、次に質量分析計を用いてア
ナライトを検出することからなる。
【0022】 第1のアクセス制限カラムの使用は、より小さい分子を保持しながらアナライ
ト−親和性分子の透過を提供する。 解離工程は、複合体を解離させる。流出液から親和性分子を逐次分離して、ア
ナライトをMSに向ける。 特に、検出されるアナライトの適切な親和性分子(この親和性分子は、親和性
タンパク質でもよい)は、液体クロマトグラフィーまたは毛細管電気泳動カラム
の流出液に加えて、カラムから溶出するアナライトと反応させる。
ト−親和性分子の透過を提供する。 解離工程は、複合体を解離させる。流出液から親和性分子を逐次分離して、ア
ナライトをMSに向ける。 特に、検出されるアナライトの適切な親和性分子(この親和性分子は、親和性
タンパク質でもよい)は、液体クロマトグラフィーまたは毛細管電気泳動カラム
の流出液に加えて、カラムから溶出するアナライトと反応させる。
【0023】 第2の分離工程は、アクセス制限支持体または中空繊維支持体を使用して行わ
れる。 第2の分離RT−PCRでアクセス制限支持体を使用するとき、親和性分子は
保持され、次に適切な担体流を使用してアクセス制限支持体から親和性分子を溶
出し、溶出流を質量分析計に向ける。親和性分子の溶出前に、洗浄工程を行って
、アクセス制限カラムから解離溶媒と受容体タンパク質を除去する。擬陽性を防
止するために、溶媒のような化合物の濃度に関して、第2のアクセス制限カラム
の条件が、実質的に一定であり、かつ第1のアクセス制限カラムと実質的に同じ
であることが重要である。
れる。 第2の分離RT−PCRでアクセス制限支持体を使用するとき、親和性分子は
保持され、次に適切な担体流を使用してアクセス制限支持体から親和性分子を溶
出し、溶出流を質量分析計に向ける。親和性分子の溶出前に、洗浄工程を行って
、アクセス制限カラムから解離溶媒と受容体タンパク質を除去する。擬陽性を防
止するために、溶媒のような化合物の濃度に関して、第2のアクセス制限カラム
の条件が、実質的に一定であり、かつ第1のアクセス制限カラムと実質的に同じ
であることが重要である。
【0024】 第2の分離工程で中空繊維支持体を使用する時、リガンドは透過され、透過物
は質量分析計に向けられる。 好ましくは解離工程は、低pHショック(例えば、pHが2.5未満の塩酸溶
液の注入)、高イオン強度溶液との接触、有機溶媒との接触および/またはカオ
トロピック試薬との接触である。
は質量分析計に向けられる。 好ましくは解離工程は、低pHショック(例えば、pHが2.5未満の塩酸溶
液の注入)、高イオン強度溶液との接触、有機溶媒との接触および/またはカオ
トロピック試薬との接触である。
【0025】 本発明の分画工程は、液体クロマトグラフィー分離、毛細管電気泳動工程また
はコンビナトリアル化学システムであってよく、この後に、随時分離工程を行っ
て高分子量バックグラウンドを除去してもよい。
はコンビナトリアル化学システムであってよく、この後に、随時分離工程を行っ
て高分子量バックグラウンドを除去してもよい。
【0026】 好ましい液体クロマトグラフィー分画工程は、HPLC、逆相HPLC、毛細
管電気泳動(CE)、毛細管通電クロマトグラフィー(CEC)、等電点電気泳
動(IEF)またはミセル動力学的クロマトグラフィー(micellar electrokine
tic chromatography)(MEKC)を含むが、これらの全ての方法は、当業者に
公知である。
管電気泳動(CE)、毛細管通電クロマトグラフィー(CEC)、等電点電気泳
動(IEF)またはミセル動力学的クロマトグラフィー(micellar electrokine
tic chromatography)(MEKC)を含むが、これらの全ての方法は、当業者に
公知である。
【0027】 当該分野において公知のすべてのMSオプションを使用することができる。好
ましくはMSは、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化型、四重極型、磁気
セクター型、飛行時間型、MS/MS、MSn、FTMS型、イオン捕捉型およ
びこれらの組合せ型のものである。
ましくはMSは、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化型、四重極型、磁気
セクター型、飛行時間型、MS/MS、MSn、FTMS型、イオン捕捉型およ
びこれらの組合せ型のものである。
【0028】 本発明は、オーファン受容体のリガンドの検出を可能にする。従って本発明は
、上記方法で見いだされるそのような新しいリガンド、ならびにオーファン受容
体のためのリガンドとしてのこれらのリガンドの使用に関する。
、上記方法で見いだされるそのような新しいリガンド、ならびにオーファン受容
体のためのリガンドとしてのこれらのリガンドの使用に関する。
【0029】 本発明の分画工程とMS検出工程との組合せは、両方の技術の性能を大きく増
強する。この組合せ技術は、高選択性と高感度を特徴とする分析法を提供する。
さらに、交差反応性に関連する問題は、本発明の方法を用いるときには発生しな
い。
強する。この組合せ技術は、高選択性と高感度を特徴とする分析法を提供する。
さらに、交差反応性に関連する問題は、本発明の方法を用いるときには発生しな
い。
【0030】 本発明の方法は、受容体のような生物親和性分子を使用して、該親和性分子の
リガンド結合部位に対して高い親和性を示す任意の化合物を検出する。検出すべ
き化合物は、生化学的化合物でもよいが、これらに制限されない。
リガンド結合部位に対して高い親和性を示す任意の化合物を検出する。検出すべ
き化合物は、生化学的化合物でもよいが、これらに制限されない。
【0031】 薬物発見で使用される高処理量スクリーニングシステムは、例えば、以下の工
程からなる。例えば、上流のコンビナトリアル化学システムにより生成する複合
試料を、例えば、固相抽出法または電気泳動的試料取り扱い原理を用いて、極性
が類似した化合物を含む画分に前分画する。各画分は、例えば、分析用または分
取用規模の液体クロマトグラフィー分離カラムを用いて、さらに分離してもよい
。該LCカラムから溶出する化合物は、適切な親和性分子検出法を用いてオンラ
イン検出する。分取用規模の分離カラムを適用する場合、一般にポストカラム分
流が作られる。2つの流れのうちの一方は、親和性分子検出法を用いる検出に付
し、もう一方の流れは、フラクションコレクターに向ける。親和性分子検出器か
ら得られるシグナルに依存して、陽性応答を引き起こす化合物を含む画分を回収
し、一方陰性応答を引き起こす画分は廃棄する。この完全なスクリーニング方法
は、既知のバルブ−スイッチングプロセスを用いて自動化することができる。
程からなる。例えば、上流のコンビナトリアル化学システムにより生成する複合
試料を、例えば、固相抽出法または電気泳動的試料取り扱い原理を用いて、極性
が類似した化合物を含む画分に前分画する。各画分は、例えば、分析用または分
取用規模の液体クロマトグラフィー分離カラムを用いて、さらに分離してもよい
。該LCカラムから溶出する化合物は、適切な親和性分子検出法を用いてオンラ
イン検出する。分取用規模の分離カラムを適用する場合、一般にポストカラム分
流が作られる。2つの流れのうちの一方は、親和性分子検出法を用いる検出に付
し、もう一方の流れは、フラクションコレクターに向ける。親和性分子検出器か
ら得られるシグナルに依存して、陽性応答を引き起こす化合物を含む画分を回収
し、一方陰性応答を引き起こす画分は廃棄する。この完全なスクリーニング方法
は、既知のバルブ−スイッチングプロセスを用いて自動化することができる。
【0032】 本発明の方法において使用される適切な分画法は、液体クロマトグラフィー分
画または毛細管電気泳動工程を含む。しかし当業者に公知でありかつ比較的連続
した出力流を与える、他の分離または分画法も、同様に使用することができる。 好適な実施態様において、液体クロマトグラフィー分離工程は、逆相HPLC
工程である。
画または毛細管電気泳動工程を含む。しかし当業者に公知でありかつ比較的連続
した出力流を与える、他の分離または分画法も、同様に使用することができる。 好適な実施態様において、液体クロマトグラフィー分離工程は、逆相HPLC
工程である。
【0033】 本発明では、異なる化合物の混合物が注入されるフロー注入工程(場合により
、次に例えばアクセス制限カラムを用いる捕捉工程が続く)の流出液も、分画工
程の流出液として考えるべきであることを理解されたい。次に本発明の方法の分
離工程は、目的の化合物が分離工程により分画して分画を実現する。必要な選択
性は、MSのMS選択的トレーシングを実施することにより得ることができる。
、次に例えばアクセス制限カラムを用いる捕捉工程が続く)の流出液も、分画工
程の流出液として考えるべきであることを理解されたい。次に本発明の方法の分
離工程は、目的の化合物が分離工程により分画して分画を実現する。必要な選択
性は、MSのMS選択的トレーシングを実施することにより得ることができる。
【0034】 フロー注入法は、融通性があり迅速なスクリーニング法を提供するため、本発
明の好適な実施態様である。 フロー注入様式ではMS−操作の全ての様式が可能であるが、高いバックグラ
ウンドのため、特に選択した単数m/zトレースまたは選択した複数m/zトレ
ースのイオンを検出することを特徴とする非常に選択的な様式が適しており、従
って好ましい。
明の好適な実施態様である。 フロー注入様式ではMS−操作の全ての様式が可能であるが、高いバックグラ
ウンドのため、特に選択した単数m/zトレースまたは選択した複数m/zトレ
ースのイオンを検出することを特徴とする非常に選択的な様式が適しており、従
って好ましい。
【0035】 アクセス制限支持体は、当業者に周知である。一般に、C18−シリカ充填カラ
ム(例えば、メルク(Merck)製のリクロスファー(Lichrospher)(登録商標)
C18 ADS)のようなアクセス制限支持体は、大きな分子を透過させながら
、サイズのより小さい分子を保持することができるであろう。アクセス制限支持
体の型およびこれが操作される条件は、測定法の型に依存する。当業者は、通常
の実験を行って、各場合の最適条件と物質を確立することができるであろう。
ム(例えば、メルク(Merck)製のリクロスファー(Lichrospher)(登録商標)
C18 ADS)のようなアクセス制限支持体は、大きな分子を透過させながら
、サイズのより小さい分子を保持することができるであろう。アクセス制限支持
体の型およびこれが操作される条件は、測定法の型に依存する。当業者は、通常
の実験を行って、各場合の最適条件と物質を確立することができるであろう。
【0036】 例えば、ポリスルホン(アミコン(Amicon)(アイルランド)から入手可能)
から作られる中空繊維材料は、当業者には周知である。一般に、中空繊維モジュ
ールは、大きな分子を保持しながら、サイズのより小さい分子を透過することが
できる。中空繊維支持体の型およびこれが操作される条件も、測定法の型に依存
するであろう。当業者は、通常の実験を行って、各場合の最適条件と物質を確立
することができるであろう。
から作られる中空繊維材料は、当業者には周知である。一般に、中空繊維モジュ
ールは、大きな分子を保持しながら、サイズのより小さい分子を透過することが
できる。中空繊維支持体の型およびこれが操作される条件も、測定法の型に依存
するであろう。当業者は、通常の実験を行って、各場合の最適条件と物質を確立
することができるであろう。
【0037】 前述したように、分画工程は、液体クロマトグラフィー分離、毛細管電気泳動
工程またはコンビナトリアル化学システムであってよい。この分画工程に続いて
、例えば、中空繊維モジュールを用いて分離工程を行うと高分子量バックグラウ
ンドを除去できるため、非常に有利であることが見い出された。好ましい液体ク
ロマトグラフィー分画工程は、HPLC、逆相HPLC、CE、CEC、IEF
またはMEKCを含むが、これらの全ての方法は、当業者に公知である。
工程またはコンビナトリアル化学システムであってよい。この分画工程に続いて
、例えば、中空繊維モジュールを用いて分離工程を行うと高分子量バックグラウ
ンドを除去できるため、非常に有利であることが見い出された。好ましい液体ク
ロマトグラフィー分画工程は、HPLC、逆相HPLC、CE、CEC、IEF
またはMEKCを含むが、これらの全ての方法は、当業者に公知である。
【0038】 当該分野において公知のMS法における全ての可能な変法は、本発明の利益を
受けるであろう。好ましくはMSは、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化
型、四重極(QQQ)型、磁気セクター型、飛行時間型、MS/MS、MSn、FTM
S型、イオン捕捉型およびこれらの組合せ型のものである。
受けるであろう。好ましくはMSは、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化
型、四重極(QQQ)型、磁気セクター型、飛行時間型、MS/MS、MSn、FTM
S型、イオン捕捉型およびこれらの組合せ型のものである。
【0039】 例えば、化合物を追跡するための走査様式では、全ての可能な機器設計のMS
による低分解能MS、特に四重極、磁気セクター、飛行時間、FTMSおよびイ
オン捕捉を使用することができる。これによって、典型的には公称の質量正確度
で分子量データが得られる。
による低分解能MS、特に四重極、磁気セクター、飛行時間、FTMSおよびイ
オン捕捉を使用することができる。これによって、典型的には公称の質量正確度
で分子量データが得られる。
【0040】 全ての可能な高分解能機器設計を使用して高分解能MS(特に磁気セクター、
飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を適用するとき、高い質量正確度を持つ
分子量データは、化合物の元素組成と組合せて得ることができる。
飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を適用するとき、高い質量正確度を持つ
分子量データは、化合物の元素組成と組合せて得ることができる。
【0041】 他の公知のMS法は、MS/MSまたはMSn(例えばMS3)のようなタンデ
ムMSを含む。これらの方法を適用することにより、本発明の好適な実施態様で
あるリガンドの構造情報を集めることができる。走査様式におけるデータは、観
測される各ピークについて自動的にタンデムMS測定が行われることを意味する
、データ依存性様式で獲得することができる。これに加えて、タンデムMS測定
において誘導される断片化は、さらに洗練された操作法(例えば、広帯域励起)
と連結することができ、そしてこれがまた、天然物スクリーニングにおける[プ
ロトン化分子−H2O]+ピークのような、あまり重要でない目的断片を断片化す
る。
ムMSを含む。これらの方法を適用することにより、本発明の好適な実施態様で
あるリガンドの構造情報を集めることができる。走査様式におけるデータは、観
測される各ピークについて自動的にタンデムMS測定が行われることを意味する
、データ依存性様式で獲得することができる。これに加えて、タンデムMS測定
において誘導される断片化は、さらに洗練された操作法(例えば、広帯域励起)
と連結することができ、そしてこれがまた、天然物スクリーニングにおける[プ
ロトン化分子−H2O]+ピークのような、あまり重要でない目的断片を断片化す
る。
【0042】 MSはまた、高度に選択的な検出に使用可能な、単数/複数イオン監視様式に
おいて操作することができる。
おいて操作することができる。
【0043】 単数/複数イオン監視様式は、高度に選択的な検出のために使用することがで
きる。全ての可能な低分解能機器設計を有する低分解能MS(特に四重極、磁気
セクター、飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を、単数/複数イオン監視様
式において使用すると、前もって測定されたm/zトレースの監視に基づく選択
的な検出が得られる。高分解能MSを適用すると、MSの全ての可能な機器設計
(特に四重極、磁気センサー、飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を使用す
ることができる。これにより典型的には、高分解能で前もって測定されたm/z
トレースの監視に基づく非常に選択的な検出が可能になる。タンデムMSを適用
すると、全ての可能な機器設計(特にイオン捕捉、四重極−飛行時間(Q−TO
F)、FTMS、および四重極およびイオン捕捉とのセクター機器の組合せ)を
使用することができる。これにより、MS/MSおよび/またはMSn測定にお
いて生じるピークの監視に基づく非常に選択的な検出が可能になる。
きる。全ての可能な低分解能機器設計を有する低分解能MS(特に四重極、磁気
セクター、飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を、単数/複数イオン監視様
式において使用すると、前もって測定されたm/zトレースの監視に基づく選択
的な検出が得られる。高分解能MSを適用すると、MSの全ての可能な機器設計
(特に四重極、磁気センサー、飛行時間、FTMSおよびイオン捕捉)を使用す
ることができる。これにより典型的には、高分解能で前もって測定されたm/z
トレースの監視に基づく非常に選択的な検出が可能になる。タンデムMSを適用
すると、全ての可能な機器設計(特にイオン捕捉、四重極−飛行時間(Q−TO
F)、FTMS、および四重極およびイオン捕捉とのセクター機器の組合せ)を
使用することができる。これにより、MS/MSおよび/またはMSn測定にお
いて生じるピークの監視に基づく非常に選択的な検出が可能になる。
【0044】 本発明のリガンド測定法は、高分子量バックグラウンドを除去するための分離
工程(例えば中空繊維工程による)後のHPLC流出液の連続監視に基づいてい
る。MSは、典型的には単数/複数イオン様式オプションの一方で操作するよう
に設定される。
工程(例えば中空繊維工程による)後のHPLC流出液の連続監視に基づいてい
る。MSは、典型的には単数/複数イオン様式オプションの一方で操作するよう
に設定される。
【0045】 本発明の測定法により、複雑な溶液(例えば生物学的流体または抽出物、天然
物抽出物、バイオテクノロジープロセスからの溶液または抽出物、コンビナトリ
アル技術およびプロセスのような化学実験から生じる溶液または抽出物など)に
おいて(生物)活性化合物を、高い効率、選択性および融通性で追跡することが
できる。さらに本発明は、バックグラウンド化合物の妨害を限定する可能性を提
供する。 本発明はさらに、従来の質量スペクトル、高分解能データまたはMSnに基づ
くスペクトルに基づく化合物の同定を可能にする。
物抽出物、バイオテクノロジープロセスからの溶液または抽出物、コンビナトリ
アル技術およびプロセスのような化学実験から生じる溶液または抽出物など)に
おいて(生物)活性化合物を、高い効率、選択性および融通性で追跡することが
できる。さらに本発明は、バックグラウンド化合物の妨害を限定する可能性を提
供する。 本発明はさらに、従来の質量スペクトル、高分解能データまたはMSnに基づ
くスペクトルに基づく化合物の同定を可能にする。
【0046】 本発明の方法により、種々の質量分析実験に基づくライブラリー検索を実施す
ることも可能であり、これにより化合物を完全に同定する必要なく、多量の試料
をスクリーニングし、かつこれらを同様な活性の化合物に基づき分類することが
できる。
ることも可能であり、これにより化合物を完全に同定する必要なく、多量の試料
をスクリーニングし、かつこれらを同様な活性の化合物に基づき分類することが
できる。
【0047】 本発明のアッセイ方法は、アッセイに基づくシステムの小型化形式、例えば、
チップ技術に基づくスクリーニングシステムに適用することができる。 本発明の方法において、他の分子と相互作用できるか、または結合できる全て
の分子を親和性分子として使用することができる。
チップ技術に基づくスクリーニングシステムに適用することができる。 本発明の方法において、他の分子と相互作用できるか、または結合できる全て
の分子を親和性分子として使用することができる。
【0048】 本発明の方法において使用されるオンライン連結は、カラム外の広帯域化を最
小にするために、短い反応時間が必要である。このことは、時間というよりも分
のオーダーで反応時間を有する親和性分子−リガンド相互作用を考慮すべきであ
ることを意味する。適切な結合条件は、親和性分子とアナライトの間に最適な結
合を与える条件である。温度、保持時間、化学組成のような正確な条件は、測定
法の型およびそこで使用されるタンパク質に大きく依存することは、理解される
であろう。
小にするために、短い反応時間が必要である。このことは、時間というよりも分
のオーダーで反応時間を有する親和性分子−リガンド相互作用を考慮すべきであ
ることを意味する。適切な結合条件は、親和性分子とアナライトの間に最適な結
合を与える条件である。温度、保持時間、化学組成のような正確な条件は、測定
法の型およびそこで使用されるタンパク質に大きく依存することは、理解される
であろう。
【0049】 以下の例を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
【0050】 例1 アクセス制限分離 リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)担体相溶液(PBS)、親和性タンパク質
溶液、解離溶液および脱着溶液は、クナウア(Knauer)ミニスターポンプで供給
した。流水洗浄溶液は、ミニパルス(Minipuls)3ペリスタポンプを使用して加
えた。レオダイン(Rheodyne)六口弁を使用して、流水洗浄溶液とカラムを切り
替えるようにした。ループ注入(注入容量5μl)を行うために、第3のレイオ
ダイン注入弁を使用した。担体相はPBS緩衝液(pH7.0)からなり、これ
を40μl/分の流速でポンプで供給した。PBS中のジゴキシゲニンFab断片
の溶液(5μM)を80μl/分で担体相に加えた。対照実験の時にFab断片を
、PBSまたは2μMのヤギ抗ビオチンを含有するPBS溶液と切り替えた。解
離溶液は、1M塩酸からなり、これは260μl/分で加えた。脱着緩衝液は、
80%のMeOHと2mMの酢酸アンモニウムから構成された。洗浄溶液は、5%
イソプロパノール/2mM酢酸アンモニウムからなり、300μl/分で捕捉後第
2のカラムを1分間流水洗浄するのに使用した。第1および第2のアクセス制限
カラムの大きさは、それぞれ4×15mmと2×10mmであった。使用したRA物
質は、リクロスファー(Lichrospher)C18 ADS(登録商標)(メルク(M
erck))である。反応は、堅く結合した開管式のテフロン(登録商標)反応コイ ル(0.5mmID)中で、第1と第2の生化学的反応についてそれぞれ30秒と 30秒の反応時間を使用して行った。検出は、フィニガン(Finnigan)LCQ質 量分析計で行った。
溶液、解離溶液および脱着溶液は、クナウア(Knauer)ミニスターポンプで供給
した。流水洗浄溶液は、ミニパルス(Minipuls)3ペリスタポンプを使用して加
えた。レオダイン(Rheodyne)六口弁を使用して、流水洗浄溶液とカラムを切り
替えるようにした。ループ注入(注入容量5μl)を行うために、第3のレイオ
ダイン注入弁を使用した。担体相はPBS緩衝液(pH7.0)からなり、これ
を40μl/分の流速でポンプで供給した。PBS中のジゴキシゲニンFab断片
の溶液(5μM)を80μl/分で担体相に加えた。対照実験の時にFab断片を
、PBSまたは2μMのヤギ抗ビオチンを含有するPBS溶液と切り替えた。解
離溶液は、1M塩酸からなり、これは260μl/分で加えた。脱着緩衝液は、
80%のMeOHと2mMの酢酸アンモニウムから構成された。洗浄溶液は、5%
イソプロパノール/2mM酢酸アンモニウムからなり、300μl/分で捕捉後第
2のカラムを1分間流水洗浄するのに使用した。第1および第2のアクセス制限
カラムの大きさは、それぞれ4×15mmと2×10mmであった。使用したRA物
質は、リクロスファー(Lichrospher)C18 ADS(登録商標)(メルク(M
erck))である。反応は、堅く結合した開管式のテフロン(登録商標)反応コイ ル(0.5mmID)中で、第1と第2の生化学的反応についてそれぞれ30秒と 30秒の反応時間を使用して行った。検出は、フィニガン(Finnigan)LCQ質 量分析計で行った。
【0051】 担体相に注入後、ジゴキシンを、抗ジゴキシゲニンFab断片と30秒反応させ
た。反応後、Fab結合ジゴキシンは、第1のアクセス制限カラムを通過すること
ができ、一方過剰の非結合分子は第1のRAカラム上に捕捉された。第1のRA
カラムを通過後、親和性複合体は、塩酸を使用してpHショックにより解離させ
た。再度混合物を30秒反応させ、次にリガンドを第2のRAカラムに捕捉する
ことができた。注入の3分後、第2のRAカラムを1分間流水洗浄し、次に第2
のRAカラムを脱着溶液に切り替え、ジゴキシンを脱着させ、次にMSで検出し
た。
た。反応後、Fab結合ジゴキシンは、第1のアクセス制限カラムを通過すること
ができ、一方過剰の非結合分子は第1のRAカラム上に捕捉された。第1のRA
カラムを通過後、親和性複合体は、塩酸を使用してpHショックにより解離させ
た。再度混合物を30秒反応させ、次にリガンドを第2のRAカラムに捕捉する
ことができた。注入の3分後、第2のRAカラムを1分間流水洗浄し、次に第2
のRAカラムを脱着溶液に切り替え、ジゴキシンを脱着させ、次にMSで検出し
た。
【0052】 図1は、ジゴキシンの典型的なMSスペクトルを示す。プロトン化分子(78
0.8)と異なり、アンモニウムクラスターは、797.9で観察され、一方m
/z比762.8と651.1は、それぞれ水と糖基の喪失を意味する。プロト
ン化分子の45%衝突エネルギーでの広帯域活性化(780.8±18)は、親
質量ならびにアンモニウム複合体を651.1に断片化し、これは、使用した条
件下でMS/MSスペクトルの基礎ピークとして観察することができる(図2)
。アッセイ操作の間、ジゴキシンはMSとMS/MSの両方を使用して検出され
た(m/z それぞれ797.9と651.1)。
0.8)と異なり、アンモニウムクラスターは、797.9で観察され、一方m
/z比762.8と651.1は、それぞれ水と糖基の喪失を意味する。プロト
ン化分子の45%衝突エネルギーでの広帯域活性化(780.8±18)は、親
質量ならびにアンモニウム複合体を651.1に断片化し、これは、使用した条
件下でMS/MSスペクトルの基礎ピークとして観察することができる(図2)
。アッセイ操作の間、ジゴキシンはMSとMS/MSの両方を使用して検出され
た(m/z それぞれ797.9と651.1)。
【0053】 ジゴキシゲニンFab断片の有りおよび無しでアッセイ系に5、50、500ng
のジゴキシンを注入すると、親和性タンパク質が存在しない時ジゴキシンは完全
に捕捉された。しかし抗ジゴキシゲニンFab断片を添加すると、ジゴキシンの応
答は上昇(m/z 651.1で測定)し、MSに基づくオーファン測定法を使
用してジゴキシンを検出する系の能力を証明している。
のジゴキシンを注入すると、親和性タンパク質が存在しない時ジゴキシンは完全
に捕捉された。しかし抗ジゴキシゲニンFab断片を添加すると、ジゴキシンの応
答は上昇(m/z 651.1で測定)し、MSに基づくオーファン測定法を使
用してジゴキシンを検出する系の能力を証明している。
【0054】 ms−bcd系の堅固さをチェックするために、抗ジゴキシゲニンFab断片溶
液を、ヤギ抗ビオチンで置換した。0、5、50、500ngのジゴキシンを注入
すると、500ngで得られるシグナルはまだブランクと匹敵し、過剰のジゴキシ
ンが第1のアクセス制限カラム上に充分捕捉されていることを意味する。
液を、ヤギ抗ビオチンで置換した。0、5、50、500ngのジゴキシンを注入
すると、500ngで得られるシグナルはまだブランクと匹敵し、過剰のジゴキシ
ンが第1のアクセス制限カラム上に充分捕捉されていることを意味する。
【0055】 例2 中空繊維分離 この設定は、移動相と親和性タンパク質溶液を供給する2つのファルマシア(
Pharmacia)(ウプサラ(Uppsala)、スエーデン)P3500ポンプ、酸性溶液
を供給する1つのギルソン(Gilson)306LCポンプ、そしてそれぞれ保持物
出口で背圧を作り出し、透過物相にリン酸緩衝液を加える2つのギルソンミニパ
ルス(Gilson Minipuls)3ペリスタポンプからなる。移動相、親和性タンパク
質溶液および酸性溶液は、流速0.2ml/分でポンプで供給した。透過物相の酸
性状態は、リン酸緩衝液(100μl/分)を添加して中和した。注入は、2つ
のレオダイン(Rheodyne)六口弁を備えたアスペック(Aspec)オートサンプラ
ーにより行った(注入容量20μl)。検出は、フィニガン(Finnigan)LCQ
質量分析計で行った。
Pharmacia)(ウプサラ(Uppsala)、スエーデン)P3500ポンプ、酸性溶液
を供給する1つのギルソン(Gilson)306LCポンプ、そしてそれぞれ保持物
出口で背圧を作り出し、透過物相にリン酸緩衝液を加える2つのギルソンミニパ
ルス(Gilson Minipuls)3ペリスタポンプからなる。移動相、親和性タンパク
質溶液および酸性溶液は、流速0.2ml/分でポンプで供給した。透過物相の酸
性状態は、リン酸緩衝液(100μl/分)を添加して中和した。注入は、2つ
のレオダイン(Rheodyne)六口弁を備えたアスペック(Aspec)オートサンプラ
ーにより行った(注入容量20μl)。検出は、フィニガン(Finnigan)LCQ
質量分析計で行った。
【0056】 各1μM範囲で80のランダムに選択した薬物を含む0.15ml/分PBS担
体(136.9mmol/l NaCl、2.7mmol/l KCl、9.2mmol/l Na 2 HPO4および1,8mmol/l K2PO4)を、逆Y字管を用いて10nMのヤギ抗
ビオチン(0.15ml/分、ピアス(Pierce)、ロックフォ−ト(Rockford)、
イリノイ州、アメリカ合衆国、から入手)と混合した。混合物を、反応コイル中
で48秒間反応させてから、非結合リガンドと親和性複合体をアクセス制限カラ
ム(C18アルキルジオール、メルク(Merck)リクロスファー(Lichrospher)
(登録商標)、15×4mm)で分離した。次にアクセス制限カラムを通過した後
、塩酸を加え(0.3ml/分)て移動相のpHを2に下げ、10秒間の反応時間
内に反応コイル中で親和性複合体を解離させた。次に中空繊維モジュール(ポリ
スルホン、アミコン(Amicon)からエタノール、0.5mmI.D.、30kDaカ
ットオフ、モジュールI.D.は0.85mmであった)は、親和性分子をリガン
ドから分離する。次にリガンドはMSによりすべて検出された。
体(136.9mmol/l NaCl、2.7mmol/l KCl、9.2mmol/l Na 2 HPO4および1,8mmol/l K2PO4)を、逆Y字管を用いて10nMのヤギ抗
ビオチン(0.15ml/分、ピアス(Pierce)、ロックフォ−ト(Rockford)、
イリノイ州、アメリカ合衆国、から入手)と混合した。混合物を、反応コイル中
で48秒間反応させてから、非結合リガンドと親和性複合体をアクセス制限カラ
ム(C18アルキルジオール、メルク(Merck)リクロスファー(Lichrospher)
(登録商標)、15×4mm)で分離した。次にアクセス制限カラムを通過した後
、塩酸を加え(0.3ml/分)て移動相のpHを2に下げ、10秒間の反応時間
内に反応コイル中で親和性複合体を解離させた。次に中空繊維モジュール(ポリ
スルホン、アミコン(Amicon)からエタノール、0.5mmI.D.、30kDaカ
ットオフ、モジュールI.D.は0.85mmであった)は、親和性分子をリガン
ドから分離する。次にリガンドはMSによりすべて検出された。
【0057】 例3 天然抽出物中のジゴキシンと関連化合物の検出 本例は、ジゴキシンを加えた大きいセットと、モデル化合物としての構造が関
連した分子を使用して、迅速にオーファン受容体のリガンドを測定するための、
MSに基づくオーファンバイオアッセイ法の応用を示す。いくつかのソフトウェ
アに支持されたバックグランドサブトラクションのオプションを使用する生物活
性化合物の偏りのない測定を示す。
連した分子を使用して、迅速にオーファン受容体のリガンドを測定するための、
MSに基づくオーファンバイオアッセイ法の応用を示す。いくつかのソフトウェ
アに支持されたバックグランドサブトラクションのオプションを使用する生物活
性化合物の偏りのない測定を示す。
【0058】 バイオアッセイの説明。親和性タンパク質を、アナライトを含む流れに加えた
。次にこの混合物を、開管式の堅く結合したテフロン反応コイルに入れ、こうし
て親和性タンパク質と試料化合物を30秒間反応させた。親和性相互作用後、移
動相をアクセス制限カラムに導き、親和性複合体と非生物活性化合物とを分離し
た。アクセス制限物質の性質は、「大きい」親和性複合体が保持されずにカラム
を通過することを可能にし、一方より小さい非結合化合物は、物質の疎水性孔内
に捕捉されることが可能になる。
。次にこの混合物を、開管式の堅く結合したテフロン反応コイルに入れ、こうし
て親和性タンパク質と試料化合物を30秒間反応させた。親和性相互作用後、移
動相をアクセス制限カラムに導き、親和性複合体と非生物活性化合物とを分離し
た。アクセス制限物質の性質は、「大きい」親和性複合体が保持されずにカラム
を通過することを可能にし、一方より小さい非結合化合物は、物質の疎水性孔内
に捕捉されることが可能になる。
【0059】 アクセス制限カラムを通過した後、親和性複合体は、pHショックを導入する
(すなわちかなり酸性の溶液を加えて、pHを2に下げる)ことにより解離され
る。解離反応は、わずか10秒間で進行する。次に移動相を第2のアクセス制限
カラムに導き、これは生物活性化合物を捕捉し、一方親和性タンパク質は効率的
に除去される。次にアクセス制限カラムをミリQ水で流水洗浄して、過剰のバッ
クグランドイオンと妨害化合物を除去し、次にRAカラムを脱着溶液に切り替え
る。RAカラムに捕捉された化合物は溶出し、DECA質量分析計に導入され、
これは生物活性化合物の存在を検出かつ性状解析する。
(すなわちかなり酸性の溶液を加えて、pHを2に下げる)ことにより解離され
る。解離反応は、わずか10秒間で進行する。次に移動相を第2のアクセス制限
カラムに導き、これは生物活性化合物を捕捉し、一方親和性タンパク質は効率的
に除去される。次にアクセス制限カラムをミリQ水で流水洗浄して、過剰のバッ
クグランドイオンと妨害化合物を除去し、次にRAカラムを脱着溶液に切り替え
る。RAカラムに捕捉された化合物は溶出し、DECA質量分析計に導入され、
これは生物活性化合物の存在を検出かつ性状解析する。
【0060】 生化学的アッセイ構成。このシステムの生化学的アッセイ部分は、5つのクナ
ウア(Knauer)ミニスターLCポンプから構成された。1つのLCポンプは、担
体相、10mMトリス、および10% DMSO(pH7.5)を流速200μl
/分で供給した。第2のLCポンプは、担体溶液中に溶解した親和性タンパク質
の「栓」を、最大流速100μl/分で供給した。10%アセトニトリルと0.
25%TFAからなる解離溶液を、第3のLCポンプで流速200μl/分で供
給した。さらに第2のアクセス制限カラムを、各注入後にミリQ水で流速1ml/
分で1分間流水洗浄した。第5のLCポンプは、脱着相、75%メタノールおよ
び2mM酢酸アンモニウムを供給し、流速100ml/分で運転し、DECA質量分
析計に直接導入した。
ウア(Knauer)ミニスターLCポンプから構成された。1つのLCポンプは、担
体相、10mMトリス、および10% DMSO(pH7.5)を流速200μl
/分で供給した。第2のLCポンプは、担体溶液中に溶解した親和性タンパク質
の「栓」を、最大流速100μl/分で供給した。10%アセトニトリルと0.
25%TFAからなる解離溶液を、第3のLCポンプで流速200μl/分で供
給した。さらに第2のアクセス制限カラムを、各注入後にミリQ水で流速1ml/
分で1分間流水洗浄した。第5のLCポンプは、脱着相、75%メタノールおよ
び2mM酢酸アンモニウムを供給し、流速100ml/分で運転し、DECA質量分
析計に直接導入した。
【0061】 親和性複合体を試料中に存在する非生物活性化合物から分離するために、2*
15mmのC18 ADSアクセス制限カラムを使用した。親和性タンパク質を活
性化合物から分離するために使用される第2のアクセス制限カラムは、同様の物
質(しかし、異なる大きさ、2*5mm)からなっていた。
15mmのC18 ADSアクセス制限カラムを使用した。親和性タンパク質を活
性化合物から分離するために使用される第2のアクセス制限カラムは、同様の物
質(しかし、異なる大きさ、2*5mm)からなっていた。
【0062】 使用した反応コイルは、堅い開管式のテフロンコイルで、内径0.5mmである
。反応コイルの長さは、親和性相互作用と解離反応についてそれぞれ30秒と1
0秒の反応時間を可能にするように選択された。
。反応コイルの長さは、親和性相互作用と解離反応についてそれぞれ30秒と1
0秒の反応時間を可能にするように選択された。
【0063】 質量分析計仕様。すべての測定は、フィニガン(Finnigan)DECAイオント
ラップ質量分析計で行い、これはESIプローブが取り付けてある。普通は興味
ある化合物に関する情報量が限定されているため、広いm/z範囲にわたって受
容できる感度が得られるように装置を調整した。実験は、陽性電子スプレーイオ
ン化と毛細管温度170℃を使用して行った。システムの生化学的アッセイ部分
から出る移動相は、75%メタノールと2mM酢酸アンモニウムからなり、流速1
00μl/分で導入した。
ラップ質量分析計で行い、これはESIプローブが取り付けてある。普通は興味
ある化合物に関する情報量が限定されているため、広いm/z範囲にわたって受
容できる感度が得られるように装置を調整した。実験は、陽性電子スプレーイオ
ン化と毛細管温度170℃を使用して行った。システムの生化学的アッセイ部分
から出る移動相は、75%メタノールと2mM酢酸アンモニウムからなり、流速1
00μl/分で導入した。
【0064】 データ評価。DECA質量分析計のオペレーティングソフトウェアであるエク
スカリバー(Xcalibur)1.1を使用して、集めたデータセットについていくつ
かのソフトウェア操作を行ってデータを評価した。まず、試料について単純なバ
ックグランドサブトラクションを行って、生のデータファイルをバックグランド
について補正した。このために、一連の天然抽出物を測定する時にいくつかの「
ブランク」を含めた。
スカリバー(Xcalibur)1.1を使用して、集めたデータセットについていくつ
かのソフトウェア操作を行ってデータを評価した。まず、試料について単純なバ
ックグランドサブトラクションを行って、生のデータファイルをバックグランド
について補正した。このために、一連の天然抽出物を測定する時にいくつかの「
ブランク」を含めた。
【0065】 バックグランドを除去した後、m/z値について再構成イオン電流スペクトル
(RIC)を作成することにより、活性化合物について補正MSスペクトルを解
析したが、これはまだ比較的強い強度を示し、見かけのノイズレベルより高い強
度であることを意味する。ブランク試料で観察されたm/z値と天然抽出物で測
定されたm/z値の強度比を決定して、活性化合物は容易に追跡できた。
(RIC)を作成することにより、活性化合物について補正MSスペクトルを解
析したが、これはまだ比較的強い強度を示し、見かけのノイズレベルより高い強
度であることを意味する。ブランク試料で観察されたm/z値と天然抽出物で測
定されたm/z値の強度比を決定して、活性化合物は容易に追跡できた。
【0066】 天然抽出物のスクリーニング。複合抽出物中のオーファン受容体のリガンドを
発見するための方法への応用を証明するために、真菌から高等植物の抽出物まで
のいくつかの天然抽出物に、ジゴキシンと交差反応化合物(すなわち、ギトキシ
ン(gitoxin)、3、12−ジアセテートジゴキシゲニン、ジゴキシゲニンおよ
びギトキシゲニン)を加えた。いくつかの濃度の生物活性化合物を抽出物に加え
た。オーファン受容体とリガンドとの相互作用を模倣するために使用した親和性
タンパク質は、抗ジゴキシゲニンFabであり、これは、ある範囲のジゴキシン関
連分子に対する反応性を示す。
発見するための方法への応用を証明するために、真菌から高等植物の抽出物まで
のいくつかの天然抽出物に、ジゴキシンと交差反応化合物(すなわち、ギトキシ
ン(gitoxin)、3、12−ジアセテートジゴキシゲニン、ジゴキシゲニンおよ
びギトキシゲニン)を加えた。いくつかの濃度の生物活性化合物を抽出物に加え
た。オーファン受容体とリガンドとの相互作用を模倣するために使用した親和性
タンパク質は、抗ジゴキシゲニンFabであり、これは、ある範囲のジゴキシン関
連分子に対する反応性を示す。
【0067】 結果 天然抽出物のスクリーニング。許容されるバイオアッセイ適合レベルまでDM
SO濃度を下げるために、100%DMSOに溶解した天然抽出物を、担体溶液
で10倍希釈した。次にこれらの抽出物に種々の濃度のジゴキシン、3、12−
ジアセテートジゴキシゲニン、ジゴキシゲニン、ギトキシン、およびギトキシゲ
ニン(すなわち、親和性相互作用の親和性定数が互いに異なるだけでなく、イオ
ン化効率(MS検出性を意味する)も異なる化合物)を加えた。これらの添加試
料を使用して、大量のセットの天然抽出物中で選択化合物の検出限界を測定した
。
SO濃度を下げるために、100%DMSOに溶解した天然抽出物を、担体溶液
で10倍希釈した。次にこれらの抽出物に種々の濃度のジゴキシン、3、12−
ジアセテートジゴキシゲニン、ジゴキシゲニン、ギトキシン、およびギトキシゲ
ニン(すなわち、親和性相互作用の親和性定数が互いに異なるだけでなく、イオ
ン化効率(MS検出性を意味する)も異なる化合物)を加えた。これらの添加試
料を使用して、大量のセットの天然抽出物中で選択化合物の検出限界を測定した
。
【0068】 ジゴキシンに関して最小検出限界は、高等植物抽出物中で約6pmolと測定され
た。異なるタイプの試料のマトリックス効果のために検出限界にある程度の変動
はあったが、最大検出限界は、13pmolと測定された。
た。異なるタイプの試料のマトリックス効果のために検出限界にある程度の変動
はあったが、最大検出限界は、13pmolと測定された。
【0069】 さらにすべての他の化合物も同様に、天然抽出物中で検出された。ジゴキシン
に対する低いイオン化効率のために、ジゴキシゲニンとギトキシゲニンは、検出
が最も困難であった。これは、これらの化合物の検出限界(25〜30pmolであ
った)に反映される。
に対する低いイオン化効率のために、ジゴキシゲニンとギトキシゲニンは、検出
が最も困難であった。これは、これらの化合物の検出限界(25〜30pmolであ
った)に反映される。
【0070】 データ評価。実験セクションに記載した、集めたデータを評価するために使用
した方法は、生物活性化合物を偏り無く割り当てるのに非常に適していた。エク
スカリバー(Xcalibur)により提供されたバックグランドサブトラクションを使
用して、バックグランドイオンは効率的に除去され、こうして生物活性化合物の
認識が促進された。
した方法は、生物活性化合物を偏り無く割り当てるのに非常に適していた。エク
スカリバー(Xcalibur)により提供されたバックグランドサブトラクションを使
用して、バックグランドイオンは効率的に除去され、こうして生物活性化合物の
認識が促進された。
【0071】 実際の生命条件下でシステムを試験するために使用した生物活性化合物の場合
、対応するm/z比は、この型のデータ評価を使用して容易に検出することがで
きた。最初に見たときに興味深いと思われた追加のピークは、スパイクとしてま
たは除去不完全なバックグランドイオンとして容易に廃棄できた。
、対応するm/z比は、この型のデータ評価を使用して容易に検出することがで
きた。最初に見たときに興味深いと思われた追加のピークは、スパイクとしてま
たは除去不完全なバックグランドイオンとして容易に廃棄できた。
【0072】 単純な試料のクリーンアップ後とオーファンバイオアッセイ分析後に得られた
天然抽出物のMSスペクトルを比較することにより、複合マトリックス中のオー
ファン受容体に対する生物活性化合物を迅速に検出するこの方法の真の能力が、
明瞭に証明された。最初のスペクトルは、試料のクリーンアップ後にまだ多数の
化合物が存在することを示すが、第2のスペクトルは、きれいなMSスペクトル
を示し、主要なイオンとしてジゴキシンのm/z値のみを示している。
天然抽出物のMSスペクトルを比較することにより、複合マトリックス中のオー
ファン受容体に対する生物活性化合物を迅速に検出するこの方法の真の能力が、
明瞭に証明された。最初のスペクトルは、試料のクリーンアップ後にまだ多数の
化合物が存在することを示すが、第2のスペクトルは、きれいなMSスペクトル
を示し、主要なイオンとしてジゴキシンのm/z値のみを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G01N 30/88 G01N 27/26 331E (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G045 FA40 FB03 FB05 FB06 4D006 GA02 HA01 HA95 JA02Z KA14 MA01 MB02 MC62 MC62X PA05 PB12 PB52 PC38
Claims (12)
- 【請求項1】 分画工程の流出液の質量分析計(MS)へのオンライン連結
を含むオンライン検出法であって、制御量の親和性分子を分画工程の流出液に加
え、こうして親和性分子が流出液中のアナライトに結合し、次にアクセス制限支
持体を使用して分離工程を行い、こうしてアナライト−親和性分子複合体が透過
し、次に適当な解離工程によりアナライト−親和性分子複合体を解離させ、次に
第2の分離工程で、解離したアナライトと親和性分子を分離し、次に質量分析計
を用いてアナライトを検出することことを含む、上記方法。 - 【請求項2】 第2の分離工程は、アクセス制限支持体を使用して行われ、
ここで親和性分子は保持され、次に適切な担体流を使用してアクセス制限支持体
からアナライトが溶出され、そして溶出流を質量分析計に向けることを特徴とす
る、請求項1に記載のオンライン検出法。 - 【請求項3】 第2の分離工程は、中空繊維モジュールを用いて行われ、こ
れによってアナライトは透過され、透過物は質量分析計に向けられる、請求項1
に記載のオンライン検出法。 - 【請求項4】 解離工程は、低pHショック、高イオン強度溶液との接触、
有機溶媒との接触および/またはカオトロピック試薬との接触である、前記請求
項のいずれかに記載のオンライン検出法。 - 【請求項5】 分画工程が、液体クロマトグラフィー分離、毛細管電気泳動
工程またはコンビナトリアル化学システムであって、この後に、場合により高分
子量バックグラウンドを除去する分離工程が続く、前記請求項のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項6】 液体クロマトグラフィー分離工程は、HPLC、逆相HPL
C、CE、CEC、IEFまたはMEKC工程である、請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 質量分析計が、電子スプレーイオン化型、大気圧イオン化型
、四重極型、磁気セクター型、飛行時間(time-off-flight)型、MS/MS、
MSn、FTMS型、イオン捕捉型およびこれらの組合せよりなる群から選択さ
れる型のものである、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 質量分析計が、走査様式または任意の逐次様式で、選択した
単数m/zトレースまたは選択した複数m/zトレースのイオンを検出するよう
に設定される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 親和性分子は親和性タンパク質である、前記請求項のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項10】 親和性分子はオーファン受容体である、前記請求項のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項11】 前請求項のいずれか1項に記載の方法により検出される化
合物。 - 【請求項12】 親和性分子に対するリガンドとしての、前記請求項に記載
の化合物の使用。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP99201301.1 | 1999-04-26 | ||
EP99201301A EP1048950A1 (en) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Identification of ligands for orphan receptors using on-line coupling of mass spectrometry to continuous-flow separation techniques |
PCT/NL2000/000268 WO2000065353A1 (en) | 1999-04-26 | 2000-04-26 | Identification of ligands for orphan receptors using mass spectrometry |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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US6406604B1 (en) | 1999-11-08 | 2002-06-18 | Norberto A. Guzman | Multi-dimensional electrophoresis apparatus |
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US9567386B2 (en) | 2010-08-17 | 2017-02-14 | Ambrx, Inc. | Therapeutic uses of modified relaxin polypeptides |
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AU2889097A (en) * | 1996-05-10 | 1997-12-05 | Novartis Ag | Identification of members of combinatorial libraries by mass spectrometry |
AU7713198A (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-21 | Arqule, Inc. | An automated, high throughput method for screening a plurality of compounds using mass spectrometry |
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- 1999-04-26 EP EP99201301A patent/EP1048950A1/en not_active Withdrawn
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2000
- 2000-04-26 EP EP00927939A patent/EP1175617B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 2000-04-26 WO PCT/NL2000/000268 patent/WO2000065353A1/en active Search and Examination
- 2000-04-26 AT AT00927939T patent/ATE304710T1/de not_active IP Right Cessation
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