JP2015145840A - Analytic method for sugar peptide and program for sugar chain structure analysis - Google Patents

Analytic method for sugar peptide and program for sugar chain structure analysis Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analytic method for sugar chain structure of sugar peptide that can easily identify a detailed sugar chain structure without being affected greatly by an amino acid sequence of a peptide part.SOLUTION: In an analytic method, a sugar chain structure of sugar peptide is analyzed through negative ion mass analysis. An MSprecursor is selected out of fragment ions originating from negative ions of sugar peptide with which N-combined type sugar chain is combined and MSanalysis is taken. As the MSprecursor, a fragment ion is selected which has a mass charge ratio (G+97-z)/z. Here, G is the mass of a sugar chain residue and "z" is a natural number. In this analytic method, structure information on the N-combined type sugar chain can be extracted based upon an MSspectrum of the sugar peptide obtained through the mass analysis.

Description

本発明は、糖ペプチドの分析方法、および当該分析方法を実現するための糖鎖構造解析用プログラムに関する。   The present invention relates to a glycopeptide analysis method and a sugar chain structure analysis program for realizing the analysis method.

ペプチド鎖への糖鎖付加は、翻訳後修飾の中で最も重要なプロセスの1つである。ペプチド鎖に糖鎖が付加した糖タンパク質は、様々な生命現象に関わっている。生体内では、糖鎖のわずかな構造の違いが精密に認識されることによって、細胞間のシグナル伝達や分子認識等が制御されていると考えられており、糖タンパク質や糖ペプチドの構造解析は、生命現象の解明や、創薬、バイオマーカー開発等に大きな貢献をもたらすことが期待される。   Glycosylation to a peptide chain is one of the most important processes in post-translational modification. Glycoproteins with sugar chains added to peptide chains are involved in various life phenomena. In vivo, it is thought that signal transduction and molecular recognition between cells are controlled by precisely recognizing slight differences in the structure of sugar chains, and structural analysis of glycoproteins and glycopeptides It is expected to contribute greatly to elucidation of life phenomena, drug discovery, biomarker development, etc.

タンパク質やDNAの構造解析においては、ISD,CID、IRMPD、ECD、ETD等のイオン開裂法を用いた多段階質量分析(MS/MS分析、またはnが2以上のMS分析)の応用が進んでおり、糖鎖の構造解析においても、多段階質量分析の応用が進んでいる。 In structural analysis of proteins and DNA, applications of multi-stage mass spectrometry (MS / MS analysis or MS n analysis where n is 2 or more) using ion cleavage methods such as ISD, CID, IRMPD, ECD, ETD, etc. are progressing. In the structural analysis of sugar chains, the application of multistage mass spectrometry is progressing.

糖鎖の質量分析では、糖鎖の標準試料のMSあるいはMS(nは3以上)のスペクトルをデータベースとして蓄積しておき、分析対象のマススペクトルとデータベースのマススペクトルとをマッチングさせることにより、糖鎖構造を同定する方法が応用されている。また、既存の糖鎖構造データベースを基に、生成し得る糖鎖の理論フラグメントのリストをデータベース化し、分析対象から得られたマススペクトルと理論フラグメントとをマッチングさせて糖鎖構造を推定する方法も開発されている。 In mass spectrometry of sugar chains, the spectrum of MS 2 or MS n (n is 3 or more) of a sugar chain standard sample is stored as a database, and the mass spectrum of the analysis target is matched with the mass spectrum of the database. A method for identifying a sugar chain structure has been applied. Also, based on the existing glycan structure database, a list of glycan theoretical fragments that can be generated is created as a database, and the glycan structure is estimated by matching the mass spectrum obtained from the analysis target with the theoretical fragment. Has been developed.

従来の質量分析による糖鎖構造解析は、糖タンパク質や糖ペプチドから遊離させた遊離糖鎖の分析が主流であった。遊離糖鎖は、ペプチド由来の構造を含有していないため、上記のようなデータベースとのマッチングによる構造の同定が容易である。しかし、遊離糖鎖の分析は、糖鎖構造の解析が容易である反面、糖鎖の由来が明確ではなく、例えば、夾雑物に由来する糖鎖を分析している可能性が否定できない等の問題がある。   In conventional sugar chain structure analysis by mass spectrometry, analysis of free sugar chains released from glycoproteins or glycopeptides has been the mainstream. Since the free sugar chain does not contain a peptide-derived structure, it is easy to identify the structure by matching with the database as described above. However, analysis of free sugar chains is easy to analyze the structure of sugar chains, but the origin of sugar chains is not clear. For example, the possibility of analyzing sugar chains derived from contaminants cannot be denied. There's a problem.

これに対して、糖ペプチド分析は、糖鎖の由来が明確であり、ペプチド中の糖鎖の付加位置に関する情報も得られる。糖ペプチド分析は、付加部位ごとのヘテロな糖鎖構造解析が可能であり、従来の遊離糖鎖分析では得られない情報が得られることから、近年特に注目されている分野である。   On the other hand, in glycopeptide analysis, the origin of a sugar chain is clear, and information on the addition position of a sugar chain in a peptide can be obtained. Glycopeptide analysis is a field that has attracted particular attention in recent years because it allows heteroglycan structure analysis for each additional site and provides information that cannot be obtained by conventional free sugar chain analysis.

糖ペプチドのMS分析では、ペプチド由来のフラグメント、糖鎖由来のフラグメント、およびペプチドと糖鎖の両方を含むフラグメントが生成し得る。一般に、糖ペプチドのMS分析では、糖鎖由来のフラグメントの生成量が少なく、糖鎖由来のフラグメントが全く生成されない場合もあり、糖鎖構造の解析が困難なことが多い。また、糖ペプチドのMS分析では、ペプチド部分のアミノ酸配列等が糖鎖部分の開裂に大きく影響する。そのため、糖ペプチドのMSあるいはMSのデータベースは、各糖ペプチドの糖鎖構造とアミノ酸配列の両方のデータを含む必要がある。アミノ酸配列の多様性を考慮すると、従来の分析方法では、糖ペプチドのマススペクトルやフラグメントをデータベース化して、マッチングにより構造を同定することは困難を極める。 In MS 2 analysis of glycopeptides, fragments derived from peptides, fragments derived from sugar chains, and fragments containing both peptides and sugar chains can be generated. In general, in MS 2 analysis of glycopeptides, the amount of glycan-derived fragments is small, and no glycan-derived fragments are generated at all, which makes it difficult to analyze the glycan structure. In the MS 2 analysis of glycopeptides, the amino acid sequence of the peptide part greatly affects the cleavage of the sugar chain part. Therefore, the MS 2 or MS n database of glycopeptides needs to include data on both the sugar chain structure and amino acid sequence of each glycopeptide. Considering the diversity of amino acid sequences, it is extremely difficult to identify structures by matching mass spectra and fragments of glycopeptides into a database and matching them with conventional analysis methods.

このような糖ペプチドの構造解析に関わる課題に鑑みて、MS分析において糖鎖由来のフラグメントを優先的に生成させるイオン化法を採用することにより、糖鎖の構造解析を行う試みがなされている。例えば、特許文献1では、ナトリウム等の金属付加体の正イオンモードMS分析により、糖鎖の一次構造を解析できることが示されている。 In view of such problems related to the structural analysis of glycopeptides, attempts have been made to analyze the structure of sugar chains by adopting an ionization method that preferentially generates sugar chain-derived fragments in MS n analysis. . For example, Patent Document 1 shows that the primary structure of a sugar chain can be analyzed by positive ion mode MS n analysis of a metal adduct such as sodium.

しかし、正イオンモードの質量分析では、糖鎖の分枝構造の同定が困難であることが多い。糖鎖では、構成素材である単糖のヒドロキシ基の全てがグリコシド結合に関与し得るため、分枝構造を有する場合が多い。例えば、アスパラギン残基に結合したN‐結合型糖鎖は、少なくとも1か所の分枝を有している。また、糖鎖の還元末端のN‐アセチルグルコサミン(GlcNAc)には、α1,6フコース転移酵素(Fut8)等の作用により、フコースが転移されることが知られている。フコース転移では、GlcNAcの6位にフコースの1位がα結合して、分枝構造が形成される。糖鎖還元末端のGlcNAcに転移されたフコース(コアフコース)は、多くの糖タンパク質の機能制御に関与しており、例えば、細胞接着や癌化等の過程でコアフコースの有無が変化することが報告されている。正イオンモードの質量分析では、CID等による開裂の際にコアフコースが容易に脱離するため、コアフコースの有無の特定が困難である。   However, in mass spectrometry of positive ion mode, it is often difficult to identify the branched structure of a sugar chain. In sugar chains, all of the hydroxy groups of monosaccharides that are constituent materials can participate in glycosidic bonds, and thus often have a branched structure. For example, an N-linked sugar chain bonded to an asparagine residue has at least one branch. It is also known that fucose is transferred to N-acetylglucosamine (GlcNAc) at the reducing end of the sugar chain by the action of α1,6 fucose transferase (Fut8) and the like. In the fucose transition, the 1-position of fucose is α-bonded to the 6-position of GlcNAc to form a branched structure. Fucose (core fucose) transferred to GlcNAc at the sugar chain reducing end is involved in the control of the functions of many glycoproteins. For example, it has been reported that the presence or absence of core fucose changes during cell adhesion and canceration. ing. In mass spectrometry of the positive ion mode, since core fucose is easily desorbed at the time of cleavage by CID or the like, it is difficult to specify the presence or absence of core fucose.

一方、糖ペプチドの負イオンモードの質量分析では、ペプチド部分を含まない糖鎖由来のフラグメントが優先的に得られることが報告されている。そのため、負イオンモードの質量分析は、糖鎖のマススペクトルやフラグメントのデータベース化が容易であり、糖ペプチドの糖鎖構造解析手法として注目されている。   On the other hand, in mass spectrometry of glycopeptides in negative ion mode, it has been reported that a fragment derived from a sugar chain that does not contain a peptide moiety is obtained preferentially. Therefore, mass spectrometry in negative ion mode is easy to create a sugar chain mass spectrum and fragment database, and has attracted attention as a method for analyzing the sugar chain structure of glycopeptides.

例えば、非特許文献1および非特許文献2では、正イオンモードと負イオンモードの質量分析を併用して糖ペプチドの構造解析が行われており、負イオンモードMSで生成した2,4等のフラグメントをMSで分析した例が報告されている。なお、2,4とは、ペプチド部分を含まない糖鎖の非還元末端側フラグメントであり、糖鎖の還元末端単糖の2−3位および4−5位のC−C結合で開裂が生じることにより生成するフラグメントである。 For example, in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, structure analysis of glycopeptides is performed using both positive ion mode and negative ion mode mass spectrometry, and 2,4 A generated in negative ion mode MS 2 is used. An example of analyzing fragments such as R by MS 3 has been reported. Incidentally, 2,4 and A R is a non-reducing terminal fragment of sugar without the peptide moiety, cleavage at C-C bonds of the 2-3 position and 4-5 of the reducing end monosaccharide sugar chain Is a fragment generated by the occurrence of

また、特許文献2にも、正イオンモードと負イオンモードとを併用して糖ペプチドの構造解析を行う方法が開示されており、負イオンモードで糖鎖の構造解析が可能であることが示されている。さらに、特許文献2では、セリン残基あるいはスレオニン残基に結合したO‐結合型糖鎖を含む糖ペプチドの負イオンモードの質量分析では、CIDによる開裂の際にコアフコースの脱離が生じ難く、コアフコースの有無を特定可能であることが報告されている。   Patent Document 2 also discloses a method for analyzing the structure of a glycopeptide using both a positive ion mode and a negative ion mode, and it is shown that the structure analysis of a sugar chain is possible in the negative ion mode. Has been. Further, in Patent Document 2, mass spectrometry in a negative ion mode of a glycopeptide containing an O-linked sugar chain bonded to a serine residue or a threonine residue hardly causes elimination of core fucose upon cleavage by CID. It has been reported that the presence or absence of core fucose can be specified.

特開2005−300420号公報JP 2005-300420 A 特開2008−51552号公報JP 2008-51552 A

Ito, H. et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., vol. 20, pp. 3357‐3565 (2006年)Ito, H. et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., Vol. 20, pp. 3357-3565 (2006) Deguchi, K. et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., vol. 20, pp.741‐746 (2006年)Deguchi, K. et al., Rapid Commun. Mass Spectrom., Vol. 20, pp.741-746 (2006)

上記のように、負イオンモードの多段階質量分析による、糖ペプチドの糖鎖構造解析方法がいくつか提案されている。しかしながら、特許文献2にも記載されているように、N‐結合型糖鎖のMS分析では、CID開裂の際にコアフコースの脱離が生じる可能性があり、コアフコースの有無の同定は困難であった。また、非特許文献1,2において、負イオンモードMSで検出される2,4フラグメントは、糖鎖構造の大部分を含んでいるが、糖鎖還元末端のGlcNAcの1,2,5,6位の炭素を含んでいない。コアフコースは、GlcNAcの6位に付加するため、糖鎖がコアフコースを含むか否かに関わらず、2,4フラグメントはコアフコースを含んでいない。そのため、2,4フラグメントをさらに開裂させMS以上の多段階質量分析を行っても、コアフコースの有無を判断することはできない。 As described above, several sugar chain structure analysis methods for glycopeptides by multi-stage mass spectrometry in negative ion mode have been proposed. However, as described in Patent Document 2, in MS 2 analysis of N-linked sugar chains, core fucose may be detached during CID cleavage, and it is difficult to identify the presence or absence of core fucose. there were. Further, in Non-Patent Documents 1 and 2, 2, 4 A R fragment to be detected in the negative ion mode MS 2 has included most of the sugar chain structure, 1,2 GlcNAc in the reducing end in the sugar chains, It does not contain 5th and 6th carbons. Core fucose is to be added to 6-position of GlcNAc, the sugar chains irrespective of whether containing core fucose, 2, 4 A R fragment does not contain core fucose. Therefore, even if further cleaved allowed MS 3 or more multi-stage mass spectrometry the 2, 4 A R fragment, it is impossible to determine the presence or absence of core fucose.

このように、従来技術では、N‐結合型糖鎖を含む糖ペプチドの多段階質量分析によって、糖鎖の分枝構造やコアフコースの有無等を反映した糖鎖由来フラグメントを得ることは困難である。すなわち、ペプチド部分の構造に大きな影響を受けることなく、データベースとのマッチング等を用いて、詳細な糖鎖構造を容易に同定し得るユニバーサルな糖鎖構造の分析方法は未だ開発されていない。このような現状に鑑み、本発明は、多段階質量分析により、複雑な糖鎖構造やコアフコースの有無をも同定し得る糖ペプチドの分析方法の提供を目的とする。   Thus, in the prior art, it is difficult to obtain a sugar chain-derived fragment reflecting the branched structure of the sugar chain, the presence or absence of core fucose, etc. by multi-stage mass spectrometry of a glycopeptide containing an N-linked sugar chain. . That is, a universal sugar chain structure analysis method that can easily identify a detailed sugar chain structure using matching with a database or the like without being greatly affected by the structure of the peptide portion has not yet been developed. In view of such a current situation, an object of the present invention is to provide a glycopeptide analysis method that can also identify the presence or absence of a complex sugar chain structure or core fucose by multistage mass spectrometry.

本発明者は、N‐結合型糖鎖を含む糖ペプチドの負イオンMSスペクトルを数多く取得して、糖鎖構造の解析方法について検討を進める中で、糖鎖残基+96の質量電荷比(m/z)を有するMSフラグメントが生成することを見出した。この[糖鎖残基+96]フラグメントをMSで詳細に解析したところ、完全な糖鎖残基構造を含んでおり、MS分析により、コアフコースの有無も解析可能であることが判明した。また、[糖鎖残基+96]フラグメントは、ペプチド部分のアミノ酸配列に依存することなく、同一のMSピークを示すことが判明した。 The present inventor has obtained many negative ion MS 2 spectra of glycopeptides containing N-linked sugar chains and is proceeding with investigations on methods for analyzing sugar chain structures. It was found that an MS 2 fragment with m / z) was produced. The [Tokusarizanmoto +96] - where the fragments were analyzed in detail MS 3, includes a complete carbohydrate residue structure, the MS 3 analysis, it was found that the presence or absence of core fucose can also be analyzed. Also, [Tokusarizanmoto +96] - fragment, without depending on the amino acid sequence of the peptide portion, it has been found indicating the same MS 3 peaks.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを、質量分析装置を用いて分析する方法に関する。本発明の分析方法では、糖ペプチドの負イオンMS分析(nは2以上の整数)が行われる。本発明の分析方法は、糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中からMSプリカーサを選定するMSプリカーサ選定ステップ;およびMSプリカーサ選定ステップで選定されたMSプリカーサを開裂させ、MS分析を実行するMS分析ステップ、をこの順に有する。 The present invention has been made based on the above findings and relates to a method for analyzing a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine using a mass spectrometer. In the analysis method of the present invention, negative ion MS n analysis (n is an integer of 2 or more) of glycopeptides is performed. The analysis method of the present invention, MS n precursor selection step selects a MS n precursor from the negative ions from the fragment ions of glycopeptides; was cleaved selected the MS n precursor in and MS n precursor selection step, MS n MS n analysis steps for performing the analysis in this order.

本発明の分析方法では、MSプリカーサ選定ステップにおいて、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンが、MSプリカーサとして選定される。ここで、Gは糖鎖残基の質量である。糖鎖残基の質量とは、糖鎖を構成する単糖残基の質量の総和である。単糖残基の質量とは、単糖の質量から水一分子の質量を引いた値である。zは自然数であり、MSプリカーサの電荷数である。例えば、MSn−1で得られるフラグメントイオンが1価の負イオンである場合、z=1であり、選定されるMSプリカーサは、m/z=(G+96)である。 In the analysis method of the present invention, in the MS n precursor selection step, a fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97−z) / z is selected as the MS n precursor. Here, G is the mass of the sugar chain residue. The mass of sugar chain residues is the sum of the masses of monosaccharide residues constituting the sugar chain. The mass of the monosaccharide residue is a value obtained by subtracting the mass of one molecule of water from the mass of the monosaccharide. z is a natural number and is the number of charges of the MS n precursor. For example, when the fragment ion obtained by MS n−1 is a monovalent negative ion, z = 1, and the selected MS n precursor is m / z = (G + 96).

なお、基準とする糖鎖残基の質量計算にはモノアイソトピックマスが好適に用いられる。この場合MSプリカーサとして選択されるのはモノアイソトピックマスで計算した(G+97−z)/zに一致するピークのみでも良いし、その同位体ピークを含んでいてもよく、同位体ピークのみであっても良い。質量分析装置の性能(分解能)によっては、モノアイソトピックピークとその同位体ピークとを分離できない場合がある。このような場合は、糖鎖残基の質量の計算に平均質量が用いられても良い。MSプリカーサを選定する際の選択幅は質量分析装置の性能に応じて適宜選択され、例えば、モノアイソトピックマスで計算した値の±10の範囲内、好ましくは±5の範囲内、より好ましくは±2の範囲内である。 A monoisotopic mass is preferably used for the mass calculation of the sugar chain residue as a reference. In this case, the MS n precursor may be selected only for the peak corresponding to (G + 97−z) / z calculated by the monoisotopic mass, or may include the isotope peak, and only the isotope peak may be included. There may be. Depending on the performance (resolution) of the mass spectrometer, the monoisotopic peak and its isotope peak may not be separated. In such a case, the average mass may be used for calculating the mass of the sugar chain residue. The selection range when selecting the MS n precursor is appropriately selected according to the performance of the mass spectrometer, for example, within a range of ± 10 of the value calculated by monoisotopic mass, preferably within a range of ± 5, more preferably Is in the range of ± 2.

本発明の分析方法の一形態では、MSプリカーサ選定ステップの前に、アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを負イオン化し、MS分析を実行するMS分析ステップ;およびMS分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオン、またはMS分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオンを開裂させて得られたフラグメントイオンを、MSn−1プリカーサとして開裂させ、MSn−1分析を実行するMSn−1分析ステップ、を有する。ここでは、nは3以上の整数である。例えば、n=3の場合は、MS分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサ(MSn−1プリカーサ)として、MS分析が実行され、MS分析で得られた糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントの中から(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンがMSプリカーサ(MSプリカーサ)として選定される。 In one form of the analysis method of the present invention, before the MS n precursor selection step, a MS 1 analysis step in which a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine is negatively ionized and MS 1 analysis is performed; and MS The negative ion of the glycopeptide obtained in one analysis step or the fragment ion obtained by cleaving the negative ion of the glycopeptide obtained in MS 1 analysis step is cleaved as an MS n-1 precursor, and MS n− MS n-1 analysis steps to perform one analysis. Here, n is an integer of 3 or more. For example, when n = 3, MS 2 analysis is performed using the negative ion of the glycopeptide obtained in the MS 1 analysis step as the MS 2 precursor (MS n-1 precursor), and the saccharide obtained in the MS 2 analysis A fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z is selected as an MS 3 precursor (MS n precursor) from fragments derived from negative ions of peptides.

本発明の好ましい形態において、MSn−1分析ステップに供されるMSn−1プリカーサは、ペプチドのC末端アスパラギン残基、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するアスパラギン残基に、N‐結合型糖鎖が結合している糖ペプチド由来の負イオンである。C末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合したペプチドの負イオンをMSn−1プリカーサとしてMSn−1分析を行った場合、MSn−1スペクトルにおいて、[糖鎖残基+96]フラグメント(質量電荷比がG+96のフラグメントイオン)の強いピークが現れる傾向がある。そのため、MS分析ステップに供されるMSプリカーサの量が多くなり、低濃度試料でも高精度の分析が可能となる。例えば、n=2の場合は、MS分析の前に、MS分析で得られたMSスペクトルに現れる糖ペプチド由来の負イオンの中から、C末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合した負イオンをMSプリカーサとして選定すればよい。 In a preferred form of the invention, the MS n-1 precursor subjected to the MS n-1 analysis step is N-linked to the C-terminal asparagine residue of the peptide or an asparagine residue adjacent to the C-terminal amino acid residue. It is a negative ion derived from a glycopeptide to which a type sugar chain is bound. If negative ions peptides sugar chain bound to asparagine in the vicinity of the C-terminal was MS n-1 analysis as MS n-1 precursor, in MS n-1 spectrum, [Tokusarizanmoto +96] - fragment (mass There is a tendency that a strong peak of a fragment ion having a charge ratio of G + 96) appears. Therefore, the amount of the MS n precursor provided for the MS n analysis step is increased, and high-precision analysis is possible even with a low concentration sample. For example, in the case of n = 2, before MS 2 analysis, negative ions in which sugar chains are bound to asparagine near the C-terminal from among negative ions derived from glycopeptides appearing in the MS 1 spectrum obtained by MS 1 analysis. Ions may be selected as MS 2 precursors.

MS分析において、C末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合した負イオンを得るためには、例えば、糖ペプチドをMS分析ステップに供する前の試料調製ステップにおいて、糖鎖が結合したアスパラギンのC末端、糖鎖が結合したアスパラギンのC末端側に隣接するアミノ酸残基等で、ペプチド結合が切断されるように、プロテアーゼを選択すればよい。本発明の一形態では、試料調製ステップにおいて、プロテアーゼとして、エンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼの両方が用いられる。 In MS 1 analysis, in order to obtain a negative ion in which a sugar chain is bound to asparagine near the C-terminal, for example, in the sample preparation step before the glycopeptide is subjected to the MS 1 analysis step, the C of asparagine to which the sugar chain is bound. A protease may be selected so that the peptide bond is cleaved at the terminal, an amino acid residue adjacent to the C-terminal side of asparagine to which a sugar chain is bound. In one form of the invention, both endopeptidase and exopeptidase are used as proteases in the sample preparation step.

本発明の分析方法において、MSプリカーサとして、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンを選定する方法は特に限定されない。例えば、MSn−1ステップで得られたMSn−1スペクトルのピークリストと、任意の既知の糖鎖のデータベースにおける各糖鎖の質量Sxとを照合することにより、MSプリカーサを選定できる。この場合、既知の糖鎖の質量Sxに対して、(Sx+79−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンをMSプリカーサとして選択すればよい。 In the analysis method of the present invention, a method for selecting a fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97−z) / z as the MS n precursor is not particularly limited. For example, the MS n precursor can be selected by collating the peak list of the MS n-1 spectrum obtained in the MS n-1 step with the mass Sx of each sugar chain in any known sugar chain database. In this case, a fragment ion having a mass-to-charge ratio of (Sx + 79−z) / z with respect to the known sugar chain mass Sx may be selected as the MS n precursor.

また、MSn−1分析ステップで得られたMSn−1スペクトルのピークリストから、2つ以上のピークを抽出し、抽出されたピークのm/zの差が、予め設定された所定値と一致するピークの組み合わせから、MSプリカーサを選定することもできる。予め設定される所定値は、1つでもよく、2つ以上でもよい。例えば、上記所定値は、240および386である。この場合は、m/zの差が240または386である2つのピークが抽出され、m/zの大きい方のフラグメントイオンが、MSプリカーサとして選定される。 Further, two or more peaks are extracted from the peak list of the MS n-1 spectrum obtained in the MS n-1 analysis step, and the m / z difference of the extracted peaks is determined from a predetermined value set in advance. An MS n precursor can also be selected from matching peak combinations. The predetermined value set in advance may be one, or two or more. For example, the predetermined values are 240 and 386. In this case, two peaks with a m / z difference of 240 or 386 are extracted, and the fragment ion with the larger m / z is selected as the MS n precursor.

なお、本明細書において、質量電荷比m/zが「一致する」との記載、あるいは等号(=)は、m/zが完全に一致することを要するものではなく、質量分析装置の性能等に応じて、±1(好ましくは±0.5以内、より好ましくは±0.1以内)の範囲の誤差を許容する。   In the present specification, the description that the mass-to-charge ratio m / z “matches” or the equal sign (=) does not require that m / z completely match, and the performance of the mass spectrometer Accordingly, an error within a range of ± 1 (preferably within ± 0.5, more preferably within ± 0.1) is allowed.

上記のように、2つのピークのm/zの差が240および386である場合、m/zが小さい方のフラグメントイオンは、2,4(還元末端のN‐アセチルグルコサミンの2−3位および4−5位のC−C結合で開裂した非還元末端側のフラグメントイオン)である。m/zが大きい方のフラグメントイオンは、m/z=G+96(ただし、z=1である)のフラグメントイオンであり、2つのピークのm/zの差が240の場合はコアフコースを有しておらず、m/zの差が386の場合はコアフコースを有している。 As described above, when the m / z difference between the two peaks is 240 and 386, the fragment ion having the smaller m / z is expressed as 2,4 A R (2-3 of N-acetylglucosamine at the reducing end). And fragment ions on the non-reducing terminal side cleaved at the CC bond at the 4th and 5th positions). The fragment ion having the larger m / z is a fragment ion of m / z = G + 96 (where z = 1), and has a core fucose when the difference between the m / z of the two peaks is 240. If the m / z difference is 386, the core has a fucose.

なお、MS分析を実行しなくとも、MSn−1スペクトルにおける、所定の糖鎖由来フラグメントイオンと、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンとの、質量電荷比の差に基づいてコアフコースの有無を判別することもできる。例えば、2,4と、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンとの、質量電荷比の差を算出し、質量電荷比の差が240である場合は「コアフコース無し」、質量電荷比の差が386である場合は「コアフコース有り」と判別することができる。 Even if MS n analysis is not performed, the difference in mass to charge ratio between a predetermined sugar chain-derived fragment ion and a fragment ion having a mass to charge ratio of (G + 97-z) / z in the MS n-1 spectrum. The presence or absence of core fucose can also be determined based on the above. For example, a 2, 4 A R, the fragment ions having a mass to charge ratio of (G + 97-z) / z, and calculates the difference in mass-to-charge ratio, no "core fucose If the difference between the mass to charge ratio of 240 "If the difference in mass to charge ratio is 386, it can be determined that" core fucose is present ".

解析ステップにおいて、N‐結合型糖鎖の構造情報の抽出は、例えば、MS分析ステップで得られたMSスペクトルと、既知の糖鎖由来フラグメントのMSデータベースとを照合することにより行われる。ここで、Nは2以上の整数であり、nと同一でもよく異なっていてもよい。一形態において、既知の糖鎖由来フラグメントイオンのMSデータベースは、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオンを開裂させて得られるフラグメントイオンの、既知のMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータベースである。別の形態において、既知の糖鎖由来フラグメントイオンのMSデータベースは、任意の糖鎖データベースに格納されている糖鎖構造に基づいて計算された、(Sx+79−zx)/zxの質量電荷比を有するフラグメントイオンの仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリストを含むデータベースである。ここで、Sxは既知のN‐結合型糖鎖の質量である。zxは自然数であり、フラグメントイオン(プリカーサ)の電荷数である。 In the analysis step, extracting structure information of the N- linked sugar chain is carried out, for example, by comparing the MS n spectrum obtained by MS n analysis step, the MS N database of known sugar chains derived fragment . Here, N is an integer of 2 or more, and may be the same as or different from n. In one form, the MS N database of known glycan derived fragment ions is a known MS N spectrum or MS N of fragment ions obtained by cleaving a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97-zx) / zx. A database containing a peak list. In another form, the MS N database of known sugar chain-derived fragment ions has a mass-to-charge ratio of (Sx + 79−zx) / zx calculated based on the sugar chain structure stored in any sugar chain database. It is a database including a virtual MS N spectrum or a virtual MS N peak list of fragment ions. Here, Sx is the mass of a known N-linked sugar chain. zx is a natural number and is the number of charges of a fragment ion (precursor).

さらに、本発明は、上記の質量分析を行うための質量分析装置に関する。本発明の質量分析装置は、質量分析部;データベース部;および前記分析対象の糖ペプチドの糖鎖構造の同定を行うデータ処理部、を備える。質量分析部は、質量分離手段およびイオン開裂手段を備え、分析対象の糖ペプチドのMS分析を行う。データ処理部は、質量分析部でのMS分析により得られた分析対象の糖ペプチドのMSスペクトルと、データベース部に格納されたMSスペクトルもしくはMSピークリスト、またはデータベース部に格納された仮想MSスペクトルもしくは仮想MSピークリストとを照合し、糖鎖構造を同定する。 Furthermore, this invention relates to the mass spectrometer for performing said mass spectrometry. The mass spectrometer of the present invention comprises a mass analyzer; a database; and a data processor that identifies the sugar chain structure of the glycopeptide to be analyzed. The mass spectrometer includes a mass separation unit and an ion cleavage unit, and performs MS n analysis of the glycopeptide to be analyzed. The data processing unit includes the MS n spectrum of the glycopeptide to be analyzed obtained by MS n analysis in the mass spectrometry unit, the MS N spectrum or the MS N peak list stored in the database unit, or the database unit. The sugar chain structure is identified by collating with the virtual MS N spectrum or the virtual MS N peak list.

また、本発明は、既存のデータベースや、既存のデータベースに基づいて計算される仮想MSスペクトル等と、上記の負イオンMS分析で得られたMSスペクトルとを照合することにより、糖ペプチドのN‐結合型糖鎖の構造を同定するための糖鎖構造解析用プログラムに関する。 The present invention also provides a glycopeptide by comparing an existing database, a virtual MS N spectrum calculated based on the existing database, and the MS n spectrum obtained by the negative ion MS n analysis. The present invention relates to a sugar chain structure analysis program for identifying the structure of N-linked sugar chains.

[用語の定義]
本明細書において、「質量」とは、統一原子質量単位(unified atomic mass unit: u) またはDa, およびそれに準ずる単位によって表される値であり、無次元数である。また、質量電荷数比(m/z)は、上記の質量mをイオンの電荷数zで割ったものである。
[Definition of terms]
In the present specification, the “mass” is a value expressed by a unified atomic mass unit (u) or Da, and a unit equivalent thereto, and is a dimensionless number. The mass-to-charge ratio (m / z) is obtained by dividing the above-mentioned mass m by the number of charges z of ions.

本明細書において、「糖ペプチドの負イオン」とは、糖ペプチドからのプロトンの脱離等によって糖ペプチドが負イオン化されたものである。「糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオン」とは、糖ペプチドの負イオンのイオン開裂により生成するフラグメントイオンである。なお、糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンは、必ずしも糖ペプチドが負イオン化された後に開裂されるとの順により生成するものである必要はない。例えばある種のインソース分解のように、糖ペプチドの開裂を生じた後に負イオン化されたものであっても、糖ペプチドが負イオン化された後に開裂されたものと同一の構造を有していれば「糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオン」に該当する。   In the present specification, the “negative ion of a glycopeptide” is a glycopeptide that is negatively ionized by, for example, elimination of a proton from the glycopeptide. The “fragment ion derived from the negative ion of the glycopeptide” is a fragment ion generated by ion cleavage of the negative ion of the glycopeptide. It should be noted that the fragment ion derived from the negative ion of the glycopeptide does not necessarily have to be generated in the order that the glycopeptide is cleaved after being negatively ionized. For example, even if the glycopeptide is negatively ionized after the cleavage of the glycopeptide, as in some types of in-source decomposition, it may have the same structure as the glycopeptide cleaved after being negatively ionized. For example, it corresponds to “fragment ion derived from negative ion of glycopeptide”.

「MS分析」とは、1段階目(MS)で試料がイオン化され、2段階目(MS)以降でイオンが開裂され、開裂されたイオン(フラグメントイオン)を検出する分析方法である。本明細書では、試料をイオン化して得たマススペクトルを「MSスペクトル」、MSスペクトルで観測された特定のイオンをプリカーサとして取得したプロダクトイオンスペクトルを「MSスペクトル」、MSスペクトルで観測された特定のイオンをプリカーサとして取得したプロダクトイオンスペクトルを「MSスペクトル」と表記する。また、MSスペクトルで観測された特定のイオンをプリカーサとして取得したプロダクトイオンスペクトルを「MSn+1スペクトル」と表記する。 “MS n analysis” is an analysis method in which a sample is ionized in the first stage (MS 1 ), ions are cleaved in the second stage (MS 2 ) and subsequent steps, and the cleaved ions (fragment ions) are detected. . In this specification, a mass spectrum obtained by ionizing a sample is referred to as “MS 1 spectrum”, a product ion spectrum obtained by using a specific ion observed in the MS 1 spectrum as a precursor is referred to as “MS 2 spectrum”, and MS 2 spectrum. A product ion spectrum obtained by using the observed specific ions as a precursor is denoted as “MS 3 spectrum”. A product ion spectrum obtained by using a specific ion observed in the MS n spectrum as a precursor is referred to as “MS n + 1 spectrum”.

なお、インソース開裂(ISD)では、イオン化と略同時に開裂が生じ、フラグメントイオンが生成する。本明細書においては、ISDのように、イオン化(n=1)と開裂(n=2)とが略同時に生じるものを2段階であるとみなし、ISDにより略同時に生じるイオン化と開裂は、イオン化(1段階目)と開裂(2段階目)が生じているとみなす。ISDによって、イオン化(n=1)と開裂(n=2)が略同時に生じ、これによって得られるフラグメントイオンをプリカーサとして、さらにイオン開裂を行う場合、ISDによるイオン化および開裂の時点で、一般的な質量分析(ポストソース開裂)によるMSと等価のフラグメントイオンが得られていると解釈できる。そのため、ISDによるイオン化および開裂で得られたフラグメントイオンをプリカーサイオンとして、これをさらに開裂させる場合は、MS分析であるとみなす。 In in-source cleavage (ISD), cleavage occurs almost simultaneously with ionization, and fragment ions are generated. In this specification, as in the case of ISD, ionization (n = 1) and cleavage (n = 2) that occur at substantially the same time are considered to be two stages. First stage) and cleavage (second stage) are considered to have occurred. ISD causes ionization (n = 1) and cleavage (n = 2) almost simultaneously, and when fragment ion obtained thereby is used as a precursor and further ion cleavage is performed, at the time of ionization and cleavage by ISD, It can be interpreted that a fragment ion equivalent to MS 2 is obtained by mass spectrometry (post-source cleavage). Therefore, when the fragment ion obtained by ionization and cleavage by ISD is used as a precursor ion and further cleaved, it is regarded as MS 3 analysis.

糖ペプチドの負イオンを開裂させたときに生じるm/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンは、糖ペプチドの糖鎖の完全な構造を含んでおり、コアフコースの有無等の糖鎖構造情報を反映している。このフラグメントイオンをMSプリカーサとして開裂させることにより得られるMSスペクトルは、ペプチド部分の構造に大きな影響を受けず、糖鎖構造が同一であれば、同一のMSピークが得られる。そのため、本発明によれば、データベースとのマッチング等を用いて、詳細な糖鎖構造を容易に同定することができる。 The fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z generated when the negative ion of the glycopeptide is cleaved contains the complete structure of the glycopeptide sugar chain, such as the presence or absence of core fucose. Information is reflected. The MS 3 spectrum obtained by cleaving this fragment ion as an MS 3 precursor is not greatly affected by the structure of the peptide moiety, and the same MS 3 peak can be obtained if the sugar chain structure is the same. Therefore, according to the present invention, a detailed sugar chain structure can be easily identified using matching with a database or the like.

MSスペクトルから糖鎖構造を同定する方法の一例を示すフローチャートである。Is a flowchart illustrating an example of a method of identifying a sugar chain structure from MS 3 spectra. MSスペクトルから糖鎖構造を同定する方法の一例を示すフローチャートである。Is a flowchart illustrating an example of a method of identifying a sugar chain structure from MS 3 spectra. 分析1(実施例1)のIgG(コアフコース無し)由来糖ペプチドのマススペクトルであり、(A)はMS、(B1)は2,4フラグメントイオンのMS、(B2)はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。Analysis 1 is a mass spectrum of IgG (without core fucose) derived glycopeptides (Example 1), (A) is MS 2, (B1) is 2, 4 A R fragment ions of MS 3, (B2) is m / z is the MS 3 spectrum of the fragment ion of sugar chain residue +96. 分析2(実施例1)のIgG(コアフコース有り)由来糖ペプチドのマススペクトルであり、(A)はMS、(B1)は2,4フラグメントイオンのMS、(B2)はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。IgG Analysis 2 (Example 1) (core fucose present) is a mass spectrum derived glycopeptides, (A) is MS 2, (B1) is 2, 4 A R fragment ions of MS 3, (B2) is m / z is the MS 3 spectrum of the fragment ion of sugar chain residue +96. 分析3(実施例1)のIgG(コアフコース有り)由来糖ペプチドのマススペクトルであり、(A)はMS、(B)はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。It is a mass spectrum of glycopeptide derived from IgG of Analysis 3 (Example 1) (with core fucose), (A) is MS 2 , and (B) is an MS 3 spectrum of a fragment ion of m / z of sugar chain residue +96. is there. 分析4(実施例1)のIgG由来糖ペプチドのMSスペクトルである。It is a MS 2 spectrum of the IgG-derived glycopeptide of Analysis 4 (Example 1). 分析5(実施例2)のトランスフェリン由来糖ペプチドのマススペクトルであり、(A)はMS、(B)はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。It is a mass spectrum of the transferrin-derived glycopeptide of Analysis 5 (Example 2), (A) is MS 2 , and (B) is an MS 3 spectrum of a fragment ion whose m / z is sugar chain residue +96. (A)は分析6(実施例3)のα1−酸性糖タンパク質由来糖ペプチドのマススペクトルである。(B)および(C)は、それぞれ分析1および分析2のマススペクトルである。(A)〜(C)のそれぞれにおいて、上段はMS、下段はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。(A) is a mass spectrum of the α1-acid glycoprotein-derived glycopeptide of Analysis 6 (Example 3). (B) and (C) are the mass spectra of Analysis 1 and Analysis 2, respectively. In each of (A) to (C), the upper part is MS 2 , and the lower part is an MS 3 spectrum of a fragment ion of m / z of sugar chain residue +96. 分析7(実施例4)のラクトフェリン由来糖ペプチドのマススペクトルであり、(A)はMS、(B)はm/zが糖鎖残基+96のフラグメントイオンのMSスペクトルである。It is a mass spectrum of the lactoferrin-derived glycopeptide of Analysis 7 (Example 4), (A) is MS 2 , and (B) is an MS 3 spectrum of a fragment ion whose m / z is sugar chain residue +96. 分析8(実施例4)のラクトフェリン由来糖ペプチドのMSスペクトルである。It is a MS 2 spectrum of the lactoferrin-derived glycopeptide of Analysis 8 (Example 4).

本発明の糖ペプチドの分析方法では、アスパラギン(Asn)にN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを分析対象として、質量分析法により糖鎖構造の解析が行われる。糖ペプチドは、N‐結合型糖鎖を含むものであれば、特に限定されない。分析対象の糖ペプチドは、予め調製されたものをそのまま用いてもよい。好ましくは、本発明の分析方法に適するように試料調製が行われる。   In the glycopeptide analysis method of the present invention, the analysis of the sugar chain structure is carried out by mass spectrometry using a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine (Asn). The glycopeptide is not particularly limited as long as it contains an N-linked sugar chain. The glycopeptide to be analyzed may be prepared as it is. Preferably, sample preparation is performed so as to be suitable for the analysis method of the present invention.

以下では、MSで糖ペプチドを負イオン化し、MS分析で得られた糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとしてMS分析を行い、MS分析で得られた糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中からMSプリカーサを選定し、MS分析(n=3)が行われる場合を中心に、本発明の実施形態について説明する。 In the following, MS 1 is used to negatively ionize the glycopeptide, MS 2 analysis is performed using the negative ion of the glycopeptide obtained by MS 1 analysis as an MS 2 precursor, and the glycopeptide derived from the negative ion of the glycopeptide obtained by MS 2 analysis An embodiment of the present invention will be described focusing on a case where an MS 3 precursor is selected from fragment ions and MS n analysis (n = 3) is performed.

[試料調製]
一般に、質量分析によるペプチドの構造解析において、ペプチド部分のアミノ酸残基数が多いと、MSでのイオン化が困難となったり、MSスペクトルにおけるピーク数が増大し、解析が困難となる傾向がある。そのため、プロテアーゼ消化や化学処理を行い、ペプチド部分を質量分析に適した長さ(アミノ酸残基数)に切断したペプチド断片を用いて分析が行われる。同様に、本発明の糖ペプチドの分析方法においても、質量分析を実行する前の試料調製において、プロテアーゼ消化等により、質量分析に適した長さを有する糖ペプチド断片が生成されることが好ましい。質量分析に適した長さとは、例えば、アミノ酸残基数が30以下、好ましくは20以下、より好ましくは15以下である。一方、糖ペプチドの由来を明確とする観点から、ペプチド部分のアミノ酸残基数は2以上が好ましい。
[Sample preparation]
In general, in the structural analysis of peptides by mass spectrometry, if the number of amino acid residues in the peptide portion is large, ionization at MS 1 becomes difficult or the number of peaks in the MS 2 spectrum increases, making analysis difficult. is there. Therefore, protease digestion and chemical treatment are performed, and analysis is performed using peptide fragments obtained by cleaving the peptide portion to a length (number of amino acid residues) suitable for mass spectrometry. Similarly, in the glycopeptide analysis method of the present invention, it is preferable that a glycopeptide fragment having a length suitable for mass spectrometry is generated by protease digestion or the like in sample preparation before mass spectrometry. The length suitable for mass spectrometry is, for example, that the number of amino acid residues is 30 or less, preferably 20 or less, more preferably 15 or less. On the other hand, from the viewpoint of clarifying the origin of the glycopeptide, the number of amino acid residues in the peptide portion is preferably 2 or more.

試料調製に用いられるプロテアーゼは特に限定されず、エンドペプチダーゼ(特定の配列の特定の結合を選択的に切断する)およびエキソペプチダーゼ(C末端またはN末端のアミノ酸のペプチド結合を切断する)のいずれも使用できる。   The protease used for sample preparation is not particularly limited, and both endopeptidase (which selectively cleaves specific bonds of specific sequences) and exopeptidase (which cleaves peptide bonds of C-terminal or N-terminal amino acids) are used. Can be used.

エンドペプチダーゼとしては、トリプシン(塩基性アミノ酸残基(ArgおよびLys)のC末端側でペプチドを切断する)、Lys‐C(LysのC末端側でペプチドを切断する)、アルギニンエンドペプチダーゼ(ArgのC末端側でペプチドを切断する)、キモトリプシン(芳香族アミノ酸(Phe、TyrおよびTrp)のC末端側でペプチドを切断する)、ペプシン(芳香族アミノ酸(Phe、TyrおよびTrp)のN末端側でペプチドを切断する)等が広く知られている。また、レグマチュレインのように、AsnのC末端側でペプチドを切断するアスパラギンエンドペプチダーゼ(Asn−C)も好適に用いられる。上記の他、サーモリシンやプロテイナーゼKのような特異性の低いエンドペプチダーゼを用いることもできる。   Endopeptidases include trypsin (which cleaves peptides at the C-terminal side of basic amino acid residues (Arg and Lys)), Lys-C (which cleaves peptides at the C-terminal side of Lys), arginine endopeptidase (of Arg). Cleavage peptides at the C-terminal side), chymotrypsin (cleaves peptides at the C-terminal side of aromatic amino acids (Phe, Tyr and Trp)), pepsin (at the N-terminal side of aromatic amino acids (Phe, Tyr and Trp)) Etc.) are widely known. Moreover, asparagine endopeptidase (Asn-C) that cleaves a peptide at the C-terminal side of Asn, such as legmaturin, is also preferably used. In addition to the above, endopeptidases with low specificity such as thermolysin and proteinase K can also be used.

エキソペプチダーゼとしては、ペプチドのN末端から順次ペプチド結合を切断するアミノペプチダーゼ、C末端から順次ペプチド結合を切断するカルボキシペプチダーゼのいずれも用いることができる。   As the exopeptidase, either an aminopeptidase that sequentially cleaves peptide bonds from the N-terminus of a peptide or a carboxypeptidase that cleaves peptide bonds sequentially from the C-terminus can be used.

後に詳述するように、本発明の分析方法の一形態では、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとしてMS分析が行われる。この場合、MSプリカーサは、ペプチドのC末端のAsn、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するAsnに、N‐結合型糖鎖が結合していることが好ましい。そのため、プロテアーゼ消化による試料調製では、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチド断片が生成されることが好ましい。換言すれば、本発明においては、試料調製の際に、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドが生成されるように、プロテアーゼが選択されることが好ましい。 As will be described in detail later, in one form of the analysis method of the present invention, MS 2 analysis is performed using a negative ion of a glycopeptide having a sugar chain bound to Asn near the C-terminal as an MS 2 precursor. In this case, in the MS 2 precursor, it is preferable that an N-linked sugar chain is bound to Asn at the C-terminal of the peptide or Asn adjacent to the amino acid residue at the C-terminal. Therefore, in sample preparation by protease digestion, it is preferable that a glycopeptide fragment in which a sugar chain is bound to Asn near the C-terminus is generated. In other words, in the present invention, it is preferable to select a protease so that a glycopeptide in which a sugar chain is bound to Asn near the C-terminus is generated during sample preparation.

プロテアーゼは、ペプチドのアミノ酸配列を考慮して選択される。例えば、上述のアスパラギンエンドペプチダーゼを単独で用いることにより、C末端のAsnに糖鎖が結合している糖ペプチドが得られる。また、糖鎖が結合したAsnのC末端側に隣接してArgまたはLysが存在する場合は、トリプシンを単独で用いることにより、C末端のアミノ酸残基に隣接するアスパラギン残基に糖鎖が結合している糖ペプチドが得られる。   The protease is selected in view of the amino acid sequence of the peptide. For example, by using the above asparagine endopeptidase alone, a glycopeptide in which a sugar chain is bound to the C-terminal Asn can be obtained. In addition, when Arg or Lys is present adjacent to the C-terminal side of Asn to which the sugar chain is bound, the sugar chain is bound to the asparagine residue adjacent to the C-terminal amino acid residue by using trypsin alone. The resulting glycopeptide is obtained.

また、試料調製に用いるプロテアーゼとして、エンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼの両方を用いてもよい。例えば、エンドペプチダーゼ単独では、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドを得ることが困難な場合は、エンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼの両方を用いることで、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドを生成させることができる。エンドペプチダーゼによる消化とエキソペプチダーゼによる消化は、両方を同時に行ってもよく、順次行ってもよい。また、プロナーゼEのような、エキソペプチダーゼとエンドペプチダーゼの混合物を用いることもできる。   Moreover, as a protease used for sample preparation, both endopeptidase and exopeptidase may be used. For example, when it is difficult to obtain a glycopeptide in which a sugar chain is bound to Asn near the C terminus with endopeptidase alone, the sugar chain is attached to Asn near the C terminus by using both endopeptidase and exopeptidase. Bound glycopeptides can be generated. The digestion with endopeptidase and the digestion with exopeptidase may be performed simultaneously or sequentially. It is also possible to use a mixture of exopeptidase and endopeptidase, such as Pronase E.

プロテアーゼ消化の条件は特に限定されず、使用するプロテアーゼに応じた適宜のプロトコールが採用される。例えば、プロテアーゼの至適pH近傍に調製された緩衝溶液中で、通常37℃程度の温度で、4時間〜20時間程度インキュベートすることが好ましい。プロテアーゼ消化に先立って、試料中のタンパク質およびペプチドの変性処理やアルキル化処理が行われてもよい。変性処理やアルキル化処理の条件は特に限定されず、公知の条件が適宜に採用される。   The conditions for protease digestion are not particularly limited, and an appropriate protocol according to the protease to be used is adopted. For example, it is preferable to incubate at a temperature of about 37 ° C. for about 4 to 20 hours in a buffer solution prepared near the optimum pH of the protease. Prior to protease digestion, denaturation treatment or alkylation treatment of proteins and peptides in the sample may be performed. The conditions for the modification treatment and the alkylation treatment are not particularly limited, and known conditions are appropriately employed.

プロテアーゼ消化後の糖ペプチド試料は、必要に応じて、精製、脱塩、可溶化、濃縮、乾燥等の処理が行われても良い。これらの処理は、公知の方法を利用して行うことができる。特に、複数の糖ペプチドが含まれる試料や、他のペプチドとの混合物等の複雑な試料の分析を行う場合は、質量分析に供する前に、液体クロマトグラフ(liquid chromatography: LC)や、固相抽出(solid-phase extraction: SPE)等により、糖ペプチドを分離・濃縮することが好ましい。   The glycopeptide sample after protease digestion may be subjected to treatments such as purification, desalting, solubilization, concentration, and drying as necessary. These processes can be performed using a known method. In particular, when analyzing a sample containing multiple glycopeptides or a complex sample such as a mixture with other peptides, before performing mass spectrometry, liquid chromatography (LC) or solid phase The glycopeptide is preferably separated and concentrated by extraction (solid-phase extraction: SPE) or the like.

LCにより試料の分離を行う場合、質量分析の前段としてLCを備えるLC/MSを用い、LCからの溶出液を直接イオン化しイオン開裂に供しても良い。また、LCからの溶出液を一度分取してから、質量分析に供してもよい。LCのカラムやSPEの担体は特に限定されず、ペプチドの分析に一般的に用いられるC30,C18,C8,C4等の疎水カラムや、親水性アフィニティークロマトグラフィー用の担体等を適宜に選択して用いることができる。また、糖ペプチドの異性体を分離する目的で、カーボンカラムやカーボン担体が用いられてもよい。   When the sample is separated by LC, LC / MS provided with LC as a preceding stage of mass spectrometry may be used, and the eluate from LC may be directly ionized and subjected to ion cleavage. Alternatively, the eluate from LC may be collected once and then subjected to mass spectrometry. LC column and SPE carrier are not particularly limited, and a hydrophobic column such as C30, C18, C8, C4 or the like generally used for peptide analysis, a carrier for hydrophilic affinity chromatography, etc. are appropriately selected. Can be used. In addition, a carbon column or a carbon support may be used for the purpose of separating glycopeptide isomers.

[質量分析]
糖ペプチド試料は、多段階質量分析に供される。多段階質量分析の2段階目(MS)以降は、フラグメントイオンの開裂を生じさせる分析法であり、イオン開裂法は、ポストソース型とインソース型に分類される。ポストソース型のイオン開裂法としては、ポストソース分解(Post Source Decay; PSD)、衝突誘起解離(Collision Induced Dissociation; CID)、赤外多光子解離(infrared multiphoton dissociation; IRMPD)、表面誘起解離(surface-induced dissociation; SID)、および光誘起解離(photo-induced dissociation; PID)等が挙げられる。また、電子捕獲解離(electron-capture dissociation; ECD)、電子移動解離(electron-transfer dissociation; ETD) 、電子脱離解離(electron-detachment dissociation; EDD)およびそれらに準じる奇数電子誘発型の解離技術が用いられても良い。MS分析により糖ペプチドの構造解析を行う場合は、MSおよびMSにおけるイオン開裂が、衝突誘起解離(collision induced dissociation; CID)、ならびに赤外多光子解離(infrared multiphoton dissociation; IRMPD)およびこれに準ずる振動励起を伴うイオン活性化法であることが好ましい。CIDやIRMPDによるイオン開裂を実施可能な質量分析装置としては、衝突室、又は衝突室の機能を持つ四重極もしくはイオントラップを有する質量分析装置が挙げられる。具体的には、イオントラップ型質量分析計、二重収束型質量分析計、三連四重極型質量分析計、四重極飛行時間型質量分析計、四重極−イオントラップ型質量分析計、四重極−フーリエ変換型質量分析計、四重極−オービトラップ型質量分析計、イオントラップ−飛行時間型質量分析計、飛行時間型−飛行時間型質量分析計等が挙げられる。
[Mass spectrometry]
The glycopeptide sample is subjected to multistage mass spectrometry. The second stage (MS 2 ) and subsequent stages of multistage mass spectrometry is an analysis method that causes fragment ion cleavage, and the ion cleavage method is classified into a post-source type and an in-source type. Post source ion cleavage methods include Post Source Decay (PSD), Collision Induced Dissociation (CID), Infrared multiphoton dissociation (IRMPD), Surface Induced Dissociation (surface) -induced dissociation (SID) and photo-induced dissociation (PID). Electron-capture dissociation (EDD), electron-transfer dissociation (EDD), electron-detachment dissociation (EDD), and odd-electron-induced dissociation techniques based on them are also available. It may be used. When the structure of a glycopeptide is analyzed by MS 3 analysis, ion cleavage in MS 2 and MS 3 is caused by collision induced dissociation (CID) and infrared multiphoton dissociation (IRMPD). It is preferable that the ion activation method is accompanied by vibration excitation according to the above. As a mass spectrometer capable of performing ion cleavage by CID or IRMPD, a mass spectrometer having a collision chamber or a quadrupole or ion trap having a function of a collision chamber can be given. Specifically, ion trap mass spectrometer, double focusing mass spectrometer, triple quadrupole mass spectrometer, quadrupole time-of-flight mass spectrometer, quadrupole-ion trap mass spectrometer , Quadrupole-Fourier transform mass spectrometer, quadrupole-orbitrap mass spectrometer, ion trap-time-of-flight mass spectrometer, time-of-flight-time-of-flight mass spectrometer, and the like.

なお、MS(nは4以上)の多段階質量分析が行われる場合は、(n−2)段階目あるいはそれよりも前の段階のMSにおいて、ペプチド部分を特異的に開裂させる開裂法を用いることも好ましい。例えば、MSにおいて、電子脱離解離(electron-detachment dissociation; EDD)のように、ペプチド部分を特異的に開裂させる開裂法を採用することにより、ペプチドのC末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンが得られる。この場合は、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとしてMS分析を行う場合と同様のフラグメントイオンが得られ、分析精度の向上が期待できる(詳細後述)。 In addition, when multi-stage mass spectrometry of MS n (n is 4 or more) is performed, a cleavage method for specifically cleaving the peptide moiety in the MS at the stage (n-2) or prior thereto is performed. It is also preferable to use it. For example, in MS 2 , a sugar chain is bound to Asn near the C-terminal of a peptide by adopting a cleavage method that specifically cleaves the peptide part, such as electron-detachment dissociation (EDD). Fragment ions derived from the negative ions of the glycopeptide obtained are obtained. In this case, fragment ions similar to those obtained when MS 2 analysis is performed using a negative ion of a glycopeptide having a sugar chain bound to Asn near the C-terminal as an MS 2 precursor can be expected to improve analysis accuracy (details will be described later). ).

インソース開裂(in-source dissociation; ISD)としては、イオン化の際に用いるイオン化補助物質(例えばMALDI法の際のマトリックス等)との相互作用に基づいて開裂させる方法、イオン化の際に用いるレーザーや電圧の付加を高めることによって開裂を誘発する方法、イオン化直後にイオン化室内で残存ガスとの衝突により開裂を誘発する方法等が挙げられる。ISDではイオン化の際に1段階でフラグメントイオンが生じる。   In-source dissociation (ISD) includes a method of cleaving based on interaction with an ionization auxiliary substance (for example, a matrix in the case of MALDI method) used in ionization, a laser used in ionization, Examples include a method of inducing cleavage by increasing the application of voltage, a method of inducing cleavage by collision with a residual gas in the ionization chamber immediately after ionization, and the like. In ISD, fragment ions are generated in one stage during ionization.

上記の中でも、MALDI法の際のマトリックスをイオン化及び開裂補助物質とするMALDI−ISD法では、マトリックスを選択することにより、糖ペプチドのペプチド部分を特異的に開裂させることができる。そのため、MALDI−ISD法等では、イオン化と略同時に生じる開裂によって、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチド由来の負イオン、すなわち、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとしてMS分析を行う場合と同様のフラグメントイオンが得られる場合があり、分析精度の向上が期待できる(詳細後述)。 Among these, in the MALDI-ISD method in which the matrix used in the MALDI method is an ionization and cleavage auxiliary substance, the peptide portion of the glycopeptide can be specifically cleaved by selecting the matrix. Therefore, in the MALDI-ISD method or the like, a negative ion derived from a glycopeptide in which a sugar chain is bound to Asn near the C terminus by cleavage that occurs almost simultaneously with ionization, that is, a glycopeptide in which the sugar chain is bound to Asn near the C terminus. The same fragment ion as in the case of performing MS 2 analysis using a negative ion of MS 2 as a precursor may be obtained, and improvement in analysis accuracy can be expected (details will be described later).

ISDを実施する場合、上記の衝突室または衝突室の機能を有する質量分析装置に加えて、四重極型、飛行時間型質量分析計、磁場型質量分析計等のように衝突室の機能を持たない質量分析計を用いても良い。   When performing ISD, in addition to the above-described collision chamber or mass spectrometer having a collision chamber function, the collision chamber function such as a quadrupole type, a time-of-flight mass spectrometer, and a magnetic field type mass spectrometer is provided. You may use the mass spectrometer which does not have.

ISDにより生じたフラグメントイオンをプリカーサとして、さらにイオン開裂を生じさせることもできる。この場合、インソース型とポストソース型を組み合わせても良い。前述のように、ISDによるイオン化および開裂で得られたフラグメントイオンをプリカーサイオンとして、これをさらに開裂させる場合は、MS分析であるとみなす。 The fragment ion generated by ISD can be used as a precursor to further cause ion cleavage. In this case, an in-source type and a post-source type may be combined. As described above, when a fragment ion obtained by ionization and cleavage by ISD is used as a precursor ion and this is further cleaved, it is considered to be MS 3 analysis.

<MS分析>
糖ペプチドの質量分析においては、MS分析ステップにおいて、糖ペプチドが負イオン化され、MS分析が実行される。第一質量分析(MS)のイオン化法としては、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)法、エレクトロスプレーイオン化(ESI)やナノエレクトロスプレーイオン化(nano−ESI)法等が挙げられる。特に、MALDI法が好適である。
<MS 1 analysis>
In mass spectrometry of glycopeptides, in the MS 1 analysis step, the glycopeptide is negatively ionized and MS 1 analysis is performed. Examples of the ionization method of the first mass spectrometry (MS 1 ) include a matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI) method, an electrospray ionization (ESI), and a nanoelectrospray ionization (nano-ESI) method. In particular, the MALDI method is suitable.

<MSプリカーサ選定、およびMS分析>
次いで、MS分析(MSn−1分析ステップ)において、MSで得られた負イオンがCIDやIRMPD等により開裂され、MS分析が実行される。MS分析では、MSで得られた全てのピークを網羅的にMSに供することもできるが、MSスペクトルに現れる糖ペプチド由来の負イオンをMSプリカーサとして選定し、選定された負イオンを選択的にMSに供することが好ましい。
<MS 2 precursor selection and MS 2 analysis>
Next, in MS 2 analysis (MS n-1 analysis step), the negative ions obtained in MS 1 are cleaved by CID, IRMPD, etc., and MS 2 analysis is executed. In MS 2 analysis, all peaks obtained in MS 1 can be comprehensively subjected to MS 2 , but a negative ion derived from a glycopeptide appearing in the MS 1 spectrum is selected as an MS 2 precursor, and the selected negative it is advantageous to subject the selective MS 2 ions.

分析対象の糖ペプチドの質量が既知の場合は、当該質量から算出される負イオンのm/zに基づいて、MSプリカーサを選定できる。また、ほぼ全てのN‐結合型糖鎖は、還元末端に、Manα1-6(Manα1-3)Manβ1-4GlcNAcβ1-4GlcNAcの構造(トリマンノシルコア)を有しており、トリマンノシルコアの非還元末端に付加する単糖の種類も有限であるため、N‐結合型糖鎖が採り得る質量は有限である。そのため、糖鎖部分の質量が未知の場合でも、[ペプチド部分の質量+N‐結合型糖鎖残基の採り得る質量]に基づいて、糖ペプチドの負イオンが採り得るm/zの候補を算出することができ、これらの候補と、MSスペクトルに現れるピークのm/zとを照合することにより、MSプリカーサを選定できる。なお、N‐結合型糖鎖残基の採り得る質量は、既存の糖鎖データベース等を利用して算出できる。 When the mass of the glycopeptide to be analyzed is known, the MS 2 precursor can be selected based on the negative ion m / z calculated from the mass. Almost all N-linked sugar chains have the structure of Manα1-6 (Manα1-3) Manβ1-4GlcNAcβ1-4GlcNAc (trimannosyl core) at the reducing end, and the non-reducing end of the trimannosyl core Since the types of monosaccharides added to the are also finite, the mass that can be taken by the N-linked sugar chain is finite. Therefore, even if the mass of the sugar chain moiety is unknown, the m / z candidate that can be taken by the negative ion of the glycopeptide is calculated based on [the mass of the peptide portion + the mass that can be taken by the N-linked sugar chain residue]. By comparing these candidates with the m / z of the peak appearing in the MS 1 spectrum, the MS 2 precursor can be selected. The mass that can be taken by the N-linked sugar chain residue can be calculated using an existing sugar chain database or the like.

本発明においては、C末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオンが、MSプリカーサとして選定されることが好ましい。中でも、選定されるMSプリカーサは、ペプチドのC末端のAsn、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するAsnに、N‐結合型糖鎖が結合していることが特に好ましい。 In the present invention, a negative ion of a glycopeptide having a sugar chain bound to Asn near the C-terminal is preferably selected as the MS 2 precursor. Among them, it is particularly preferable that the selected MS 2 precursor has an N-linked sugar chain bonded to Asn at the C-terminal of the peptide or Asn adjacent to the amino acid residue at the C-terminal.

本発明者は、N‐結合型糖鎖を有する糖ペプチドの負イオンMS分析において、質量電荷比m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンが生成しており、特に、z=1、すなわちm/z=G+96のフラグメントイオンの生成量が多い傾向があることを見出した。ここで、Gは糖鎖残基の質量であり、zはイオンの電荷数である。さらに、このm/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンをプリカーサとしてMS分析を行った場合、ペプチド部分の構造に関係なく、糖鎖構造が同一であれば、同一のMSピークを有するMSスペクトルが得られることが見出された。また、糖鎖の骨格が同一であり、還元末端のN‐アセチルグルコサミン(GlcNAc)にコアフコースが付加している糖鎖とコアフコースが付加していない糖鎖とでは、MSで検出される、m/z=(G+96)のフラグメントイオン(ただし、z=1である)のm/zの差が146である。この差は、フコース(分子量164)から水分子が脱離したフコース残基の質量と同一であり、m/z=(G+96)のフラグメントイオンは、コアフコースの有無も含めた完全な糖鎖構造を反映している。 In the negative ion MS 2 analysis of a glycopeptide having an N-linked sugar chain, the present inventor has generated a fragment ion having a mass-to-charge ratio of m / z = (G + 97−z) / z. It was found that there is a tendency that the amount of fragment ions of 1, ie, m / z = G + 96, is large. Here, G is the mass of the sugar chain residue, and z is the number of charges of the ion. Furthermore, when MS 3 analysis was performed using the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z as a precursor, the same MS 3 peak was obtained if the sugar chain structure was the same regardless of the structure of the peptide moiety. It was found that an MS 3 spectrum with In addition, the sugar chain skeleton is the same, and the sugar chain in which core fucose is added to N-acetylglucosamine (GlcNAc) at the reducing end and the sugar chain to which core fucose is not added are detected by MS 2. m The difference in m / z of the fragment ions (where z = 1) of / z = (G + 96) is 146. This difference is the same as the mass of the fucose residue from which water molecules are eliminated from fucose (molecular weight 164), and the fragment ion of m / z = (G + 96) has a complete sugar chain structure including the presence or absence of core fucose. Reflects.

(フラグメントの推定構造)
現段階では、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンの分子構造は明らかではないが、このフラグメントイオンは糖鎖残基よりも質量が大きく、かつペプチド部分のアミノ酸配列に影響を受けないことから、N‐結合型糖鎖残基と、糖鎖が結合しているアスパラギン(分子量:132)の一部とを含む負イオンと考えられる。アスパラギンの分子量が132であることから、G+97は、G+Asn−35と表すことができ、質量35に相当する化学種がAsnから脱離したものであると考えられる。アスパラギンの化学式を考慮すると、ONH=35が脱離している可能性が高く、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンは、アスパラギンからHOおよびNHが脱離した化学構造と糖鎖残基とを含むものと推定される。なお、電荷数zの負のフラグメントイオンでは、z個のプロトンが脱離しているため、フラグメントイオンの質量電荷比m/zは(G+97−z)/zとなり、z=1の場合、m/z=G+96である。
(Inferred structure of fragment)
At this stage, the molecular structure of the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z is not clear, but this fragment ion has a larger mass than the sugar chain residue and affects the amino acid sequence of the peptide part. Therefore, it is considered to be a negative ion containing an N-linked sugar chain residue and a part of asparagine (molecular weight: 132) to which the sugar chain is bonded. Since the molecular weight of asparagine is 132, G + 97 can be expressed as G + Asn-35, and it is considered that the chemical species corresponding to mass 35 is desorbed from Asn. Considering the chemical formula of asparagine, there is a high possibility that ONH 5 = 35 is desorbed, and the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z is a chemistry in which H 2 O and NH 3 are desorbed from asparagine. Presumed to contain structure and sugar chain residues. In the negative fragment ion having the charge number z, since z protons are desorbed, the mass-to-charge ratio m / z of the fragment ion is (G + 97−z) / z, and when z = 1, m / z = G + 96.

G+97(=G+Asn−35)の質量を有する分子構造としては、例えば、下記式で表されるように、マレイミドの窒素原子に糖鎖残基が付加した構造が推定される。   As a molecular structure having a mass of G + 97 (= G + Asn−35), for example, as represented by the following formula, a structure in which a sugar chain residue is added to the nitrogen atom of maleimide is estimated.

Figure 2015145840
Figure 2015145840

タンパク質の翻訳後修飾では、以下の化学式で表されるように、AsnのC末端側のペプチド結合を構成する窒素原子の不対電子がAsnの側鎖を求核攻撃し、スクシンイミド中間体を経てアスパラギン酸(Asp)を生じることが知られている(生化学的脱アミド)。   In post-translational modification of proteins, as represented by the following chemical formula, the unpaired electron of the nitrogen atom constituting the peptide bond on the C-terminal side of Asn nucleophilically attacks the side chain of Asn, via a succinimide intermediate. It is known to produce aspartic acid (Asp) (biochemical deamidation).

Figure 2015145840
Figure 2015145840

ペプチドの負イオン開裂では、以下の化学式で表されるように、Aspの不斉炭素とアミノ基との間のC−N結合における優先的な開裂が生じ、AspのN末端側のペプチド(下記式のc)が脱離することが知られている。また、この開裂に伴って、AspのC末端側のペプチド結合を構成する窒素原子の不対電子がAspの側鎖を求核攻撃し、N‐置換マレイミド構造を有するz−HOタイプの負イオンが生成することが知られている。 In the negative ion cleavage of the peptide, as represented by the following chemical formula, preferential cleavage at the CN bond between the asymmetric carbon of Asp and the amino group occurs, and the peptide on the N-terminal side of Asp (described below) It is known that c) of the formula is eliminated. Further, along with this cleavage, unpaired electrons of the nitrogen atom constituting the peptide bond on the C-terminal side of Asp nucleophilically attacks the side chain of Asp, and the z-H 2 O type having an N-substituted maleimide structure It is known that negative ions are generated.

Figure 2015145840
Figure 2015145840

上記のように、AsnおよびAspの側鎖は、いずれも窒素原子の求核反応により五員環イミド構造を生じやすいこと、および負イオン開裂の際に、五員環イミド(マレイミド)構造とともにN末端側での開裂が生じやすいことが知られている。これらを勘案すると、糖鎖が付加したAsn((g)Asn)を含む糖ペプチドの負イオンMSにおいても、Aspを含むペプチドの負イオン開裂の際と同様に、AsnのC−N結合での開裂が生じ、以下の推定メカニズムで表されるように、z−HOタイプの負イオンが生成すると推定される。 As described above, the side chains of Asn and Asp are both likely to form a five-membered ring imide structure due to the nucleophilic reaction of the nitrogen atom, and, together with the five-membered ring imide (maleimide) structure during negative ion cleavage, N It is known that cleavage at the terminal side tends to occur. Considering these, the negative ion MS 2 of the glycopeptide containing Asn ((g) Asn) to which a sugar chain is added is also represented by the Asn CN bond, as in the negative ion cleavage of the peptide containing Asp. As shown by the following presumed mechanism, it is presumed that a negative ion of z-H 2 O type is generated.

Figure 2015145840
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上記のように、Asnの不斉炭素とアミノ基との間で開裂が生じるとの推定メカニズムによれば、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンにおいて、アスパラギンから1個の窒素原子が脱離していることを合理的に説明できる。また、糖鎖が結合したAsnのN末端側のペプチドのアミノ酸配列とは無関係に、同一の化学種(負イオン)が生じることも合理的に説明可能である。   As described above, according to the presumed mechanism that cleavage occurs between the asymmetric carbon of Asn and the amino group, in the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z, one nitrogen atom from asparagine Can reasonably explain that the atoms are desorbed. It can also be rationally explained that the same chemical species (negative ion) is generated regardless of the amino acid sequence of the peptide on the N-terminal side of Asn to which a sugar chain is bound.

なお、上記の推定メカニズムでは、糖ペプチドのC末端アミノ酸として、糖鎖の付加したAsn((g)Asn)が示されているが、本発明者の検討によれば、(g)AsnのC末端側にアミノ酸を有する糖ペプチドの負イオンのMSにおいても、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンが検出されることが確認されている(例えば、図7(A)参照)。ペプチドの負イオン開裂では、上述のようにAsnのC−N結合で選択的な開裂が生じやすいことに加えて、ペプチドのC末端アミノ酸のN末端側のペプチド結合での開裂が生じ、C末端アミノ酸残基の脱離が生じることも報告されている(Journal of Mass Spectrometry, 41 (2006), pp. 939-949)。そのため、(g)AsnのC末端側にアミノ酸を有する糖ペプチドの負イオンがMSプリカーサである場合は、MSの負イオン開裂によって、先に、C末端側のアミノ酸の脱離が生じてC末端が(g)Asnとなり、その後、上記推定メカニズムと同様に、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンが生成する等のメカニズムが考えられる。 In the above estimation mechanism, Asn ((g) Asn) to which a sugar chain is added is shown as the C-terminal amino acid of the glycopeptide. According to the study of the present inventor, (g) C of Asn It has been confirmed that a fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z is also detected in MS 2 of a negative ion of a glycopeptide having an amino acid on the terminal side (see, for example, FIG. 7A). ). In the negative ion cleavage of a peptide, as described above, selective cleavage is likely to occur at the CN bond of Asn, and in addition, cleavage at the peptide bond on the N-terminal side of the C-terminal amino acid of the peptide occurs. The elimination of amino acid residues has also been reported (Journal of Mass Spectrometry, 41 (2006), pp. 939-949). Therefore, (g) when the negative ion of a glycopeptide having an amino acid on the C-terminal side of Asn is an MS 2 precursor, the elimination of the amino acid on the C-terminal side occurs first by the negative ion cleavage of MS 2. The C-terminus becomes (g) Asn, and then a mechanism such as the generation of a fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z can be considered as in the above estimation mechanism.

なお、上記報告では、C末端アミノ酸が、酸性アミノ酸(GluもしくはAsp)またはSerである場合に、C末端の脱離が顕著であることが報告されている。一方、本発明における糖ペプチドの質量分析方法では、後の実施例で示すように、(g)AsnのC末端側に隣接するアミノ酸が、塩基性アミノ酸であるLysの場合にもC末端アミノ酸の脱離が生じることが示されている。そのため、MSプリカーサが、(g)AsnのC末端側にアミノ酸を有する糖ペプチドの負イオンである場合、(g)AsnのC末端側のアミノ酸が、Glu,Asp,Ser以外でも、m/z=(G+97−z)/zのMSピークが検出されることがわかる。 In the above report, it is reported that when the C-terminal amino acid is an acidic amino acid (Glu or Asp) or Ser, the C-terminal elimination is significant. On the other hand, in the mass spectrometric method for glycopeptides of the present invention, as shown in a later example, (g) the amino acid adjacent to the C-terminal side of Asn is Lys, which is a basic amino acid. Desorption has been shown to occur. Therefore, when the MS 2 precursor is (g) a negative ion of a glycopeptide having an amino acid on the C-terminal side of Asn, (g) even if the amino acid on the C-terminal side of Asn is other than Glu, Asp, Ser, m / It can be seen that an MS 2 peak of z = (G + 97−z) / z is detected.

前述のように、(g)Asnの不斉炭素とアミノ基のC−N結合の開裂は、位置選択的(アミノ酸選択的)であり、(g)AsnのN末端側に多数のアミノ酸を有するペプチドでも、当該開裂が生じると考えられる。一方、(g)AsnのC末端側の脱離は、C末端アミノ酸からの順次脱離であると考えられる。そのため、MSプリカーサは、(g)AsnのN末端側に多数のアミノ酸を有していてもよいが、(g)AsnのC末端側のアミノ酸残基数が多くなると、m/z=(G+97−z)/zのMSピーク強度が急激に小さくなる傾向がある。したがって、本発明の分析方法におけるMSプリカーサは、C末端付近に(g)Asnを有することが好ましく、C末端アミノ酸またはC末端のアミノ酸に隣接するアミノ酸が(g)Asnであることが特に好ましい。なお、MS分析(nは4以上)により糖ペプチドの糖鎖構造の解析が行われる場合は、MSn−1プリカーサが、C末端付近に(g)Asnを有することが好ましい。 As described above, (g) Cs-N bond cleavage of the asymmetric carbon and amino group of Asn is regioselective (amino acid selective), and (g) has many amino acids on the N-terminal side of Asn. This cleavage is considered to occur even with peptides. On the other hand, (g) elimination of Asn on the C-terminal side is considered to be sequential elimination from the C-terminal amino acid. Therefore, the MS 2 precursor may have (g) a large number of amino acids on the N-terminal side of Asn, but (g) when the number of amino acid residues on the C-terminal side of Asn increases, m / z = ( The MS 2 peak intensity of G + 97−z) / z tends to decrease rapidly. Therefore, the MS 2 precursor in the analysis method of the present invention preferably has (g) Asn in the vicinity of the C-terminal, and it is particularly preferable that the C-terminal amino acid or the amino acid adjacent to the C-terminal amino acid is (g) Asn. . In addition, when analysis of the sugar chain structure of a glycopeptide is performed by MS n analysis (n is 4 or more), it is preferable that the MS n-1 precursor has (g) Asn in the vicinity of the C-terminus.

<MSプリカーサ選定、およびMS分析>
MS分析(MS分析ステップ)では、MSで得られた負のフラグメントイオンがCIDやIRMPD等により開裂され、MS分析が実行される。MS分析は、糖ペプチドにおける糖鎖構造の解析を目的として行われる。そのため、MSピークの中から、質量電荷比m/z=(G+97−z)/zを有するフラグメントイオンをMSプリカーサとして選定した上で、MS分析が行われる。
<MS 3 precursor selection and MS 3 analysis>
In MS 3 analysis (MS n analysis step), the negative fragment ion obtained in MS 2 is cleaved by CID, IRMPD, or the like, and MS 3 analysis is executed. The MS 3 analysis is performed for the purpose of analyzing a sugar chain structure in a glycopeptide. Therefore, MS 3 analysis is performed after a fragment ion having a mass-to-charge ratio m / z = (G + 97−z) / z is selected as the MS 3 precursor from the MS 2 peak.

糖鎖の質量(または分子量)が既知の場合は、G+96(電荷数z=1の場合)、(G+95)/2(z=2の場合)、(G+94)/3(z=3の場合)等のm/zを有するMSプリカーサ候補を容易に選定できる。糖鎖の質量(または分子量)が未知の場合は、(G+97−z)/zの取り得る値を推測することにより、MSプリカーサ候補を選定できる。 When the mass (or molecular weight) of the sugar chain is known, G + 96 (when the number of charges z = 1), (G + 95) / 2 (when z = 2), (G + 94) / 3 (when z = 3) MS 3 precursor candidates having m / z such as can be easily selected. When the mass (or molecular weight) of the sugar chain is unknown, the MS 3 precursor candidate can be selected by estimating the possible value of (G + 97−z) / z.

(G+97−z)/zの取り得る値は、例えば、既知の糖鎖の質量から算出できる。この場合、MSスペクトルのピークリストと、既知の糖鎖データベースに格納された各糖鎖の質量Sxとを照合して、MSスペクトルのピークリストの中から、(Sx+79−z)/zの質量電荷比を有する一次フラグメントイオンをMSプリカーサ候補として選定できる。なお、糖鎖残基の質量は、糖鎖を構成する単糖残基の質量の総和であり、糖鎖の質量から水一分子の質量を引いた値であるため、糖鎖の質量をSとした場合、(G+97−z)/z=(S+79−z)/zである。 The possible value of (G + 97−z) / z can be calculated from the mass of a known sugar chain, for example. In this case, the MS 2 spectrum peak list is compared with the mass Sx of each glycan stored in the known glycan database, and from the MS 2 spectrum peak list, (Sx + 79−z) / z Primary fragment ions having a mass to charge ratio can be selected as MS 3 precursor candidates. The mass of the sugar chain residue is the sum of the masses of the monosaccharide residues constituting the sugar chain, and is the value obtained by subtracting the mass of one molecule of water from the mass of the sugar chain. In this case, (G + 97−z) / z = (S + 79−z) / z.

また、MSスペクトルのピークリストから、質量電荷比の差が所定値である2つのピークを抽出することにより、MSプリカーサを選定することもできる。糖ペプチドの負イオンMS(nは2以上)では、特定のフラグメントイオンが大きなピーク強度で検出される傾向があることが知られている。本発明の分析方法においても、MSスペクトルにおいて、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオン以外に、従来知られているのと同様の糖鎖由来のフラグメントイオン(2,42,4R−1,BR−1等)が検出される。N‐結合型糖鎖の非還元末端側の構造は多様性を有しているが、前述のように、ほぼ全てのN‐結合型糖鎖の還元末端は、トリマンノシルコアであり、コアフコースの有無のみが異なる。そのため、m/z=(G+97−z)/zのフラグメンイオントと、2,42,4R−1,BR−1等の所定の糖鎖由来のフラグメントイオンのm/zの差が採り得る値は一定である。 Also, the MS 3 precursor can be selected by extracting two peaks having a predetermined difference in mass-to-charge ratio from the peak list of the MS 2 spectrum. It is known that a specific fragment ion tends to be detected with a large peak intensity in a negative ion MS n (n is 2 or more) of a glycopeptide. Also in the analysis method of the present invention, in the MS 2 spectrum, in addition to the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z, a fragment ion derived from the same sugar chain as conventionally known ( 2, 4 A R , 2 , 4 A R-1 , BR-1 etc.) are detected. The structure of the N-linked sugar chain on the non-reducing end side is diverse, but as described above, the reducing end of almost all N-linked sugar chains is a trimannosyl core, and the core fucose Only the presence or absence is different. Therefore, the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z and the m / z of fragment ions derived from a predetermined sugar chain such as 2,4 A R , 2,4 A R-1 , B R-1 The value that can be taken by the difference of z is constant.

例えば、負イオンMS(nは2以上)では、2,4フラグメントイオンの強いピークが現れることが知られている。2,4フラグメントイオンおよびm/z=G+96のフラグメントイオンの両者がいずれも1価の負イオンである場合、これらのm/zの差は、糖鎖の還元末端単糖にコアフコースを有していない場合は240、コアフコースを有している場合は386である。そのため、MSピークリストの中から、m/zの差が、240あるいは386である2つのピークを抽出し、これら2つのピークのうちm/zの大きい方のフラグメントイオンがm/z=(G+97−z)/z(ただし、z=1)であると判断して、MSプリカーサ候補として選定できる。 For example, in the negative ion MS n (n is 2 or more), it is known that peak strong 2, 4 A R fragment ion appears. 2, 4 A case both fragment ions R fragment ions and m / z = G + 96 is either a monovalent negative ion, the difference between these m / z are perforated core fucose at the reducing end monosaccharide sugar 240 if not, and 386 if it has a core fucose. Therefore, two peaks having an m / z difference of 240 or 386 are extracted from the MS 2 peak list, and the fragment ion having the larger m / z of these two peaks is m / z = ( G + 97−z) / z (where z = 1), and can be selected as an MS 3 precursor candidate.

なお、上記では、m/z=(G+97−z)/zのMSプリカーサが1価の負イオン(z=1)である場合を例示したが、MSプリカーサは2価以上の負イオンであってもよい。また、MSプリカーサ選定の基準となる2,4等の糖鎖由来フラグメントイオンも、2価以上の負イオンであってもよい。フラグメントイオンの電荷数が2以上の場合は、MSプリカーサ選定のための「予め設定された1以上の所定値」は、電荷数を考慮して設定する必要がある。 In the above, m / z = (G + 97-z) / but MS 3 precursor of z is exemplified a case is a monovalent negative ion (z = 1), MS 3 precursor divalent or more negative ions There may be. Also, sugar chains derived fragment ions 2, 4 A R or the like serving as a reference for MS 3 precursor selected may also be a divalent or more negative ions. When the number of charges of the fragment ions is 2 or more, the “predetermined 1 or more predetermined value” for selecting the MS 3 precursor needs to be set in consideration of the number of charges.

例えば、抽出された2つのフラグメントイオンのm/zが、それぞれaおよびaであり、前者の電荷数がz、後者の電荷数がzである場合、それぞれのフラグメントの負イオン化(脱プロトン化)前の化学種の質量を、AおよびAとすると、
=(A−z)/z …(式1)
=(A−z)/z …(式2)
と表すことができる。
For example, when m / z of two extracted fragment ions are a 1 and a 2 respectively, the former charge number is z 1 and the latter charge number is z 2 , the negative ionization of each fragment ( When the mass of the chemical species before deprotonation is A 1 and A 2 ,
a 1 = (A 1 −z 1 ) / z 1 (Formula 1)
a 2 = (A 2 −z 2 ) / z 2 (Formula 2)
It can be expressed as.

これら2つのフラグメントイオンが、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンと、2,4フラグメントイオンの組み合わせである場合、AとAの差は、240(コアフコース無しの場合)または386(コアフコース有の場合)に等しい(ただし、A>A)。 These two fragments ions and fragment ions of m / z = (G + 97 -z) / z, when a combination of 2, 4 A R fragment ions, the difference between the A 1 and A 2, 240 (without core fucose Case) or 386 (with core fucose) (where A 1 > A 2 ).

上記(式1)および(式2)を整理すると、
=a+z …(式1a)
=a+z …(式2a)
であるから、
−A=a+z−a−z …(式3)
となる。
To summarize (Equation 1) and (Equation 2) above,
A 1 = a 1 z 1 + z 1 (Formula 1a)
A 2 = a 2 z 2 + z 2 (Formula 2a)
Because
A 1 −A 2 = a 1 z 1 + z 1 −a 2 z 2 −z 2 (Formula 3)
It becomes.

これらの関係から、A−Aの値(上記式3の左辺)が、240または386に等しいことは、抽出された2つのピーク(m/z=aおよびm/z=a)に関して、a+z−a−zの値(上記式3の右辺)が、240または386となるzおよびz(いずれも自然数)の組合せが存在することと等価であるといえる。すなわち、a+z−a−zの値が240または386となるzとzの組合せが存在することを基準として、MSプリカーサ候補の選定を行い得ることが分かる。このような組み合わせが存在する場合に、m/z=a=(A−z)/zのフラグメントイオンを、MSプリカーサ候補として選定できる。 From these relationships, the value of A 1 -A 2 (the left side of Equation 3 above) is equal to 240 or 386, indicating that two extracted peaks (m / z = a 1 and m / z = a 2 ) , There is a combination of z 1 and z 2 (both natural numbers) in which the value of a 1 z 1 + z 1 -a 2 z 2 -z 2 (the right side of the above formula 3) is 240 or 386. It can be said that they are equivalent. That is, it is possible to select an MS 3 precursor candidate based on the presence of a combination of z 1 and z 2 in which the value of a 1 z 1 + z 1 -a 2 z 2 -z 2 is 240 or 386. I understand. When such a combination exists, a fragment ion of m / z = a 1 = (A 1 −z 1 ) / z 1 can be selected as an MS 3 precursor candidate.

なお、2,4フラグメントイオンは、そのほとんどが1価の負イオンであるため、検出および選定の精度を高めるためには、1価の2,4フラグメントイオンを基準として、m/zの差が、予め設定された1以上の所定値と等しいか否かによって、MSプリカーサ選定が行われることが好ましい。この場合、上記(式2)において、z=1であるから、a+z−aの値が、241または387となる自然数zが存在することを基準として、MSプリカーサ候補を選定できる。 Incidentally, 2,4 for A R fragment ions, most of which is a monovalent negative ion, in order to increase the accuracy of detection and selection, based on the monovalent 2,4 A R fragment ions, m / The MS 3 precursor selection is preferably performed depending on whether or not the difference of z is equal to a preset predetermined value of 1 or more. In this case, in the above (Formula 2), since z 2 = 1, the MS 3 precursor is based on the existence of a natural number z 1 in which the value of a 1 z 1 + z 1 −a 2 is 241 or 387. Candidates can be selected.

2つのフラグメントイオンがいずれも1価の負イオンの場合、z=1,z=1であるから、a−aの値が240または386となることを基準として、MSプリカーサ候補が選定される。この場合は、前述のように、m/zの大きい方(m/z=a)のフラグメントイオンが、m/z=(G+97−z)/z(ただし、z=1)であると判断して、MSプリカーサ候補が選定される。 When both of the two fragment ions are monovalent negative ions, z 1 = 1 and z 2 = 1. Therefore, based on the value of a 1 -a 2 being 240 or 386, MS 3 precursor candidate Is selected. In this case, as described above, it is determined that the fragment ion having the larger m / z (m / z = a 1 ) is m / z = (G + 97−z) / z (where z = 1). Then, the MS 3 precursor candidate is selected.

MSプリカーサ選定のための「予め設定された1以上の所定値」は、2,4以外の糖鎖由来フラグメントイオンを基準として設定することもできる。例えば、2,4R−1フラグメントイオンとm/z=G+96のフラグメントイオン(いずれも1価の負イオン)のm/zの差は、糖鎖がコアフコースを有していない場合は443、コアフコースを有している場合は589である。そのため、m/zの差がこれらのいずれかと一致する2つのピークを抽出することによっても、MSプリカーサ候補を選定できる。 "Preset one or more predetermined values" for MS 3 precursor selection can also be set with reference to sugar-derived fragment ions other than 2, 4 A R. For example, the difference in m / z between the 2,4 A R-1 fragment ion and the fragment ion of m / z = G + 96 (both monovalent negative ions) is 443 when the sugar chain does not have core fucose, 589 when having a core fucose. Therefore, an MS 3 precursor candidate can also be selected by extracting two peaks whose m / z difference matches any of these.

また、MSスペクトルから、3つ以上のピークを抽出し、各ピークのm/zの差に基づいてMSプリカーサ候補の選定、あるいは絞り込みを行うこともできる。例えば、抽出された3つのピーク(いずれも1価の負イオンフラグメント)のそれぞれのm/zの差を算出し、m/zが最も大きいフラグメントイオンと、m/zが2番目に大きいフラグメントイオンのm/zの差が、240または386であれば、上述のようにm/zが最も大きいフラグメントイオンをMSプリカーサ候補として抽出できる。 It is also possible to extract three or more peaks from the MS 2 spectrum and select or narrow down MS 3 precursor candidates based on the m / z difference of each peak. For example, the difference in m / z of each of the three extracted peaks (all of which are monovalent negative ion fragments) is calculated, and the fragment ion having the largest m / z and the fragment ion having the second largest m / z If the difference in m / z is 240 or 386, the fragment ion having the largest m / z can be extracted as the MS 3 precursor candidate as described above.

ここで、2,4フラグメントイオンと2,4R−1フラグメントイオンのm/zの差は、コアフコースの有無に関わらず203である。そのため、抽出された3つのピークのうち、m/zが最も大きいフラグメントイオンと、m/zが2番目に大きいフラグメントイオンのm/zの差が、240または386であり、かつ、m/zが2番目に大きいフラグメントイオンとm/zが最も小さいフラグメントイオンのm/zの差が203であれば、3つのピークが、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオン、2,4フラグメントイオンおよび2,4R−1フラグメントイオンの組み合わせに対応している蓋然性が高いといえる。一方、m/zの差が、240または386である2つのピークが抽出された場合でも、m/zの差が203である3番目のピークが存在しない場合は、抽出された2つのピークは、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンと2,4フラグメントイオン以外の組み合わせである可能性が高いため、MSプリカーサ候補から除外できる。 Here, the m / z difference between the 2,4 A R fragment ion and the 2,4 A R-1 fragment ion is 203 regardless of the presence or absence of core fucose. Therefore, the difference in m / z between the fragment ion having the largest m / z and the fragment ion having the second largest m / z among the three extracted peaks is 240 or 386, and m / z If the m / z difference between the fragment ion with the second largest fragment ion and the fragment ion with the smallest m / z is 203, the three peaks are fragment ions with m / z = (G + 97−z) / z, 2, It can be said that the probability corresponding to the combination of 4 A R fragment ions and 2,4 A R-1 fragment ions is high. On the other hand, even if two peaks with m / z difference of 240 or 386 are extracted, if there is no third peak with m / z difference of 203, the two extracted peaks are , because there is likely a combination other than fragment ions and 2, 4 a R fragment ions of m / z = (G + 97 -z) / z, can be excluded from the MS 3 precursor candidates.

このように、3つ以上のピークのm/zの差に基づいてMSプリカーサ候補の選定を行うことにより、MSプリカーサ候補の絞り込みを行うことができ、プリカーサ選定の信頼性を高めることができる。なお、3つ以上のピークのm/zの差に基づいてMSプリカーサの選定を行う場合も、3つ以上のピークの中から、2つを抜き出して、そのm/zの差の算出が行われる。そのため、当該形態は、「2つのピークの抽出結果に基づいてMSプリカーサ(MSプリカーサ)が選定される」形態に包含される。 In this way, by selecting MS 3 precursor candidates based on the difference in m / z of three or more peaks, it is possible to narrow down MS 3 precursor candidates and improve the reliability of the precursor selection. it can. In addition, when selecting the MS 3 precursor based on the difference in m / z of three or more peaks, two of the three or more peaks are extracted and the difference in m / z is calculated. Done. Therefore, this form is included in the form that “MS 3 precursor (MS n precursor) is selected based on the extraction result of two peaks”.

MSプリカーサの選定において、プリカーサ候補は必ずしも1つに絞り込む必要はない。上記のようなプリカーサ選定方法を単独で、あるいは複数を組み合わせて、MSプリカーサの選定を行った結果として、複数のMSプリカーサ候補が選定された場合は、複数のMSプリカーサを順次MS分析に供してもよい。 In selecting the MS 3 precursor, it is not always necessary to narrow the number of precursor candidates to one. When a plurality of MS 3 precursor candidates are selected as a result of selecting an MS 3 precursor by combining a plurality of precursor selection methods as described above alone or in combination, a plurality of MS 3 precursors are sequentially selected as MS 3. You may use for an analysis.

選定されたMSプリカーサが、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンとして適切であるか否かは、そのフラグメントのMSスペクトルからも確認することができる。m/z=(G+97−z)/zは、糖鎖の完全な構造を含んでいるため、このフラグメントイオンをMSプリカーサとして負イオン開裂させたMSスペクトルは、2,4等の糖鎖由来フラグメントイオンのピークを含む。そのため、MSスペクトルにこれらの糖鎖由来フラグメントが予想されるm/zに検出されているか否かにより、MSプリカーサの選定が適切であったか否かを判断できる。 Whether the selected MS 3 precursor is suitable as a fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z can also be confirmed from the MS 3 spectrum of the fragment. Since m / z = (G + 97−z) / z includes the complete structure of the sugar chain, the MS 3 spectrum obtained by cleaving this fragment ion as an MS 3 precursor is 2 , 4 A R, etc. Includes a peak of fragment ion derived from sugar chain. Therefore, whether or not the selection of the MS 3 precursor is appropriate can be determined based on whether or not these sugar chain-derived fragments are detected in the expected m / z in the MS 3 spectrum.

例えば、MSプリカーサとそのフラグメントイオンが共に一価のイオンであり、糖鎖がコアフコースを含有している場合は、MSプリカーサよりもm/zが386小さいフラグメントイオン(2,4)、MSプリカーサよりもm/zが446小さいフラグメントイオン(BR−1)、MSプリカーサよりもm/zが589小さいフラグメントイオン(2,4R−1)等の強いピークが、MSスペクトルで検出されることが多い。また、糖鎖がコアフコースを含有していない場合は、MSプリカーサよりもm/zが240小さいフラグメントイオン(2,4)、MSプリカーサよりもm/zが443小さいフラグメントイオン(2,4R−1)等の強いピークが、MSスペクトルで検出されることが多い。 For example, when the MS 3 precursor and its fragment ion are both monovalent ions and the sugar chain contains core fucose, the fragment ion ( 2,4 A R ) whose m / z is 386 smaller than that of the MS 3 precursor. , MS 3 even m / z 446 smaller fragment ions than the precursor (B R-1), MS 3 intense peak m / z is a like 589 small fragment ions (2,4 A R-1) than the precursor is, MS Often detected in three spectra. Further, if the sugar chains does not contain core fucose is, MS 3 240 small fragment ions (2,4 A R) m / z than the precursor, MS 3 m / z 443 small fragment ions than the precursor (2 , 4 A R-1 ) and the like are often detected in the MS 3 spectrum.

このような、MSプリカーサとMSフラグメントイオンのm/zの差を「ニュートラルロス」と称する場合がある。上記のように、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントをMSプリカーサとして、MS分析を実行すれば、2,42,4R−1、BR−1等の糖鎖由来のフラグメントイオンを生成する場合のニュートラルロスは、糖鎖構造の異同に関わらず普遍的である。そのため、MSスペクトルにおいてこれらのニュートラルロスに相当するピークが検出されているか否かによって、MSプリカーサの選定が適切であったか否かを判断できる。m/z=(G+97−z)/z以外のフラグメントをプリカーサとしてMS分析を実行した場合、MSスペクトルにおいて、これらのフラグメント群は検出されない。あるいは、仮に、これらのフラグメント群が検出されたとしても、(G+97−z)/zのm/zからニュートラルロスを差し引いたm/zにピークが観測されないため、MSプリカーサの選定が不適切であったと判断できる。この場合は、再度MSプリカーサの選定を実施して、MS分析を実行すればよい。なお、二価の(G+97−z)/zから一価の2,4、BR−12,4R−1が生成する場合もあるため、プリカーサもしくはフラグメントイオンまたはその両方の電荷数が2以上の場合は、MSプリカーサの選定が適切であったか否かを判断するためのニュートラルロスの値を、電荷数を考慮して設定する必要がある。 Such a difference in m / z between the MS n precursor and the MS n fragment ion may be referred to as “neutral loss”. As described above, the fragment of m / z = (G + 97 -z) / z as MS 3 precursor, executing the MS 3 analysis, 2,4 A R, 2,4 A R -1, B R-1 Neutral loss when generating fragment ions derived from sugar chains, etc. is universal regardless of the difference in sugar chain structure. Therefore, it can be determined whether or not the selection of the MS 3 precursor is appropriate based on whether or not peaks corresponding to these neutral losses are detected in the MS 3 spectrum. When MS 3 analysis is performed using a fragment other than m / z = (G + 97−z) / z as a precursor, these fragments are not detected in the MS 3 spectrum. Alternatively, even if these fragment groups are detected, no peak is observed at m / z obtained by subtracting neutral loss from m / z of (G + 97-z) / z, so that the selection of the MS 3 precursor is inappropriate. It can be judged that it was. In this case, the MS 3 precursor may be selected again and the MS 3 analysis performed. In addition, since bivalent (G + 97-z) / z may produce monovalent 2,4 A R , B R-1 , 2,4 A R-1 , the precursor or fragment ion or both When the number of charges is 2 or more, it is necessary to set the value of the neutral loss for determining whether or not the selection of the MS 3 precursor is appropriate in consideration of the number of charges.

[糖鎖構造情報の抽出]
本発明の分析方法では、得られた質量分析結果(MS,MSおよびMSスペクトル)に基づいて、N‐結合型糖鎖の構造情報が抽出され、糖鎖構造の解析が行われることが好ましい。抽出される糖鎖の構造情報は特に限定されない。
[Extraction of glycan structure information]
In the analysis method of the present invention, the structure information of an N-linked sugar chain is extracted based on the obtained mass spectrometry results (MS 1 , MS 2 and MS 3 spectra), and the sugar chain structure is analyzed. Is preferred. The structure information of the extracted sugar chain is not particularly limited.

例えば、分析前に糖鎖の質量が未知の場合、MSスペクトルから、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンのm/zの値に基づいて、糖鎖残基の質量Gを算出できる。糖鎖残基の質量Gは、N‐結合型糖鎖の構造情報の一例である。また、前述のように、MSスペクトルのピークリストに基づいて、所定の糖鎖由来フラグメントイオン(例えば、2,4)とm/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンのm/zの差を算出することにより、糖鎖還元末端単糖へのコアフコースの付加の有無を判別できる。 For example, if the mass of the sugar chain is unknown before analysis, the mass G of the sugar chain residue is determined from the MS 2 spectrum based on the m / z value of the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z. Can be calculated. The mass G of the sugar chain residue is an example of the structure information of the N-linked sugar chain. Further, as described above, based on the peak list of the MS 2 spectrum, m of fragment ions derived from a predetermined sugar chain (for example, 2,4 A R ) and m / z = (G + 97−z) / z. By calculating the / z difference, it is possible to determine whether or not core fucose is added to the sugar chain reducing terminal monosaccharide.

なお、フラグメントイオンが2価以上の場合は、MSプリカーサの選定に関して前述したように、a+z−a−zの値(上記式3の右辺)が、240または386となるzおよびzの組合せが存在するか否かによって、糖鎖還元末端単糖へのコアフコースの付加の有無を判別することもできる。また、3つ以上のフラグメントイオン(例えば、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオン、2,4フラグメントイオンおよび2,4R−1フラグメントイオン)を抽出し、それぞれのm/zの差を算出することにより、コアフコースの有無を判別することもできる。このように、3つ以上のフラグメントイオンのm/zを基準として判別を行えば、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンと2,4フラグメントイオンの組み合わせ以外に、m/zの差が240あるいは386であるピークの組み合わせが存在する場合等においても、誤判断が抑止され、分析の信頼性を高めることができる。 When the fragment ion is divalent or more, as described above with respect to the selection of the MS 3 precursor, the value of a 1 z 1 + z 1 -a 2 z 2 -z 2 (the right side of the above formula 3) is 240 or Whether or not core fucose is added to the sugar chain-reducing terminal monosaccharide can also be determined depending on whether or not a combination of z 1 and z 2 that is 386 is present. Also, three or more fragment ions (for example, a fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z, 2,4 A R fragment ion and 2,4 A R-1 fragment ion) are extracted, By calculating the difference in m / z, the presence or absence of core fucose can also be determined. Thus, by performing the determination based on the m / z of 3 or more fragment ions, in addition to the combination of the fragment ions and 2, 4 A R fragment ions of m / z = (G + 97 -z) / z, m Even when there is a combination of peaks having a difference of / z of 240 or 386, misjudgment is suppressed and the reliability of analysis can be improved.

なお、糖鎖(残基)の質量やコアフコース有無等の糖鎖構造情報は、MS分析を実行しない場合でも抽出可能である。また、前述のように、MS分析を実施して、MSスペクトルとMSスペクトルとを照合することにより、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンが正しく選定されているか否かを確認することができ、MSスペクトルから抽出される糖鎖構造情報の信頼性を高めることができる。 The sugar chain structure information such as the sugar chain (residue) mass and the presence or absence of core fucose can be extracted even when MS 3 analysis is not performed. In addition, as described above, whether or not the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z is correctly selected by performing the MS 3 analysis and collating the MS 2 spectrum with the MS 3 spectrum. And the reliability of sugar chain structure information extracted from the MS 2 spectrum can be improved.

MSスペクトルからも、種々の糖鎖構造情報を抽出できる。MSのm/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンは、完全な糖鎖残基構造を含んでいるため、これをプリカーサとして得られるMSスペクトルは、2,4等の糖鎖由来フラグメントイオンをプリカーサとして得られるMSスペクトルよりも、多数の糖鎖構造情報(例えばコアフコースの有無に関する情報)を有している場合が多い。さらに、m/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンは、糖ペプチドのペプチド部分のごく一部(糖鎖が結合したアスパラギンの一部)のみを含むため、2,4等の糖鎖由来フラグメントイオンを開裂させた場合と同様に、糖鎖構造に関する情報を選択的にかつ精度高く抽出できる。 Various sugar chain structure information can also be extracted from the MS 3 spectrum. Fragment ions MS 2 of m / z = (G + 97 -z) / z because it contains the complete sugar residue structure, MS 3 spectra are obtained as a precursor, such as 2, 4 A R In many cases, it has more sugar chain structure information (for example, information on the presence or absence of core fucose) than the MS 3 spectrum obtained by using a sugar chain-derived fragment ion as a precursor. Moreover, fragment ions m / z = (G + 97 -z) / z is to include only a small portion of the peptide portion of the glycopeptide (part of asparagine sugar chain is bonded), such as 2, 4 A R As in the case of cleaving a sugar chain-derived fragment ion, information on the sugar chain structure can be selectively and accurately extracted.

また、ペプチドのC末端アスパラギン残基、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するアスパラギン残基に、N‐結合型糖鎖が結合している糖ペプチドを、MSプリカーサとして選定すれば、MSスペクトルにおいて、m/z=G+96(ただし、z=1)のフラグメントイオンが、2,4等の糖鎖由来フラグメントイオンよりも、大きなピーク強度で検出される傾向がある。そのため、m/z=G+96のフラグメントをMSプリカーサとして得られるMSスペクトルからは、他の糖鎖由来フラグメントイオンをプリカーサとするMSに比して、より精度の高い糖鎖構造情報の抽出が期待できる。 If a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to the C-terminal asparagine residue of the peptide or an asparagine residue adjacent to the C-terminal amino acid residue is selected as the MS 2 precursor, MS 2 in the spectrum, m / z = G + 96 ( although, z = 1) fragment ions of, than the sugar chain-derived fragment ions such as 2, 4 a R, tend to be detected in a large peak intensity. Therefore, from the MS 3 spectrum obtained a fragment of m / z = G + 96 as MS 3 precursor, compared to other sugar-derived fragment ions in MS 3 to precursor, more extraction of precise glycan structure information Can be expected.

<データベースとの照合による糖鎖構造情報の抽出>
さらには、MSにおけるm/z=(G+97−z)/zのフラグメントイオンは、ペプチド部分の糖鎖が結合したアスパラギンの一部のみを含むため、糖ペプチドにおけるN‐結合型糖鎖の構造が同一であれば、このフラグメントイオンの化学構造は、ペプチドのアミノ酸配列に依存することなく、同一である。そのため、このフラグメントイオンをMSプリカーサとしてMS分析を実施した場合は、糖鎖の構造が同一であれば、同一のMSスペクトルが得られる。すなわち、本発明の分析方法により得られるMSスペクトルは、ペプチド部分の構造に大きな影響を受けないため、MSスペクトルやMSピークリストのデータベース化が容易である。
<Extraction of glycan structure information by collation with database>
Furthermore, since the fragment ion of m / z = (G + 97−z) / z in MS 2 contains only a part of asparagine to which the sugar chain of the peptide part is bound, the structure of the N-linked sugar chain in the glycopeptide Are identical, the chemical structure of this fragment ion is the same regardless of the amino acid sequence of the peptide. Therefore, when MS 3 analysis is performed using this fragment ion as an MS 3 precursor, the same MS 3 spectrum can be obtained if the sugar chain structure is the same. That is, since the MS 3 spectrum obtained by the analysis method of the present invention is not greatly influenced by the structure of the peptide moiety, it is easy to create a database of the MS 3 spectrum and the MS 3 peak list.

例えば、糖鎖構造が既知である糖タンパク質や糖ペプチドを試料として、MS分析(Nは2以上)を行い、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオンを開裂させて得られるフラグメントイオンのMSスペクトルを取得し、そのMSスペクトルやMSピークリストをデータベース化することができる。ここで、Gxは既知の糖鎖残基の質量である。zxはプリカーサイオンの電荷数であり、自然数である。 For example, using a glycoprotein or glycopeptide with a known sugar chain structure as a sample, MS N analysis (N is 2 or more) is performed, and a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97-zx) / zx is obtained. The MS N spectrum of the fragment ion to be obtained can be acquired, and the MS N spectrum and MS N peak list can be made into a database. Here, Gx is the mass of a known sugar chain residue. zx is the number of charges of the precursor ion, which is a natural number.

このように、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオンを開裂させて得られるフラグメントイオンのMSスペクトルまたはMSピークリストをデータベース化しておけば、分析対象の糖ペプチドの質量分析により得られたMSスペクトルと、当該データベースとを照合することにより、糖鎖の構造情報の抽出、より具体的には糖鎖構造の同定を行い得る。 Thus, if the MS N spectrum or MS N peak list of fragment ions obtained by cleaving a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97−zx) / zx is stored in a database, the mass of the glycopeptide to be analyzed By collating the MS 3 spectrum obtained by the analysis with the database, it is possible to extract sugar chain structure information, more specifically, identify the sugar chain structure.

糖ペプチドのMSスペクトル(またはピークリスト)とデータベースに格納されたMSスペクトル(またはピークリスト)との照合は、実験者の目視等により実行してもよく、糖鎖構造解析用プログラムを用いて実行してもよい。 The collation between the MS 3 spectrum (or peak list) of the glycopeptide and the MS N spectrum (or peak list) stored in the database may be performed by visual inspection of the experimenter or the like, using a sugar chain structure analysis program. May be executed.

糖鎖構造の解析を行う糖鎖構造解析システムは、分析データ記憶部とデータベース記憶部とデータ処理部とを備える。糖鎖構造解析用プログラムを用いて、糖ペプチドのN‐結合型糖鎖の構造解析(同定)を行う場合、当該プログラムは、データ処理部のコンピュータに、分析データ記憶部のデータとデータベース記憶部のデータとの照合を実行させる。データの照合においては、例えば2つのデータを対比し、両者が一致するか否かの判断、または両者の類似度のスコア付けが実行される。   A sugar chain structure analysis system for analyzing a sugar chain structure includes an analysis data storage unit, a database storage unit, and a data processing unit. When a structure analysis (identification) of an N-linked sugar chain of a glycopeptide is performed using a sugar chain structure analysis program, the program stores the data in the analysis data storage unit and the database storage unit in the computer of the data processing unit. Check against the data. In data collation, for example, two data are compared to determine whether or not they match, or to score both similarities.

分析データ記憶部には、質量分析により得られた、糖ペプチドのMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータが記憶される。分析データ記憶部には、MSのデータに加えて、糖鎖残基の質量やコアフコースの有無等のMS分析で得られた情報や、分析情報等が記憶されてもよい。 The analysis data storage unit stores data including an MS 3 spectrum or an MS 3 peak list of glycopeptides obtained by mass spectrometry. In addition to the MS 3 data, the analysis data storage unit may store information obtained by MS 2 analysis such as the mass of sugar chain residues and the presence or absence of core fucose, analysis information, and the like.

データベース記憶部には、任意の既知のN‐結合型糖鎖の質量をGxとした場合に、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオン(ただし、zxは電荷数であり自然数である)を開裂させて得られるフラグメントイオンの、既知のMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータが記憶される。当該データは、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサを開裂させて得られるフラグメントイオンのMSスペクトルまたはピークリストのデータベースから取得できる。データベース記憶部には、MSプリカーサイオン(MSN−1スペクトルのピークに相当)における、N‐結合型糖鎖の質量Gxや、コアフコースの有無等の情報が記憶されてもよい。 In the database storage unit, a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97-zx) / zx where Gx is the mass of any known N-linked sugar chain (where zx is the number of charges and is a natural number) The data including the known MS N spectrum or MS N peak list of fragment ions obtained by cleavage of The data can be obtained from a database of MS N spectra or peak lists of fragment ions obtained by cleaving a precursor having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97−zx) / zx. The database storage unit may store information such as the mass Gx of the N-linked sugar chain and the presence or absence of core fucose in the MS N precursor ion (corresponding to the peak of the MS N-1 spectrum).

図1は、質量分析データとデータベースとを照合して、糖鎖の構造解析を行う方法の一例を示すフローチャートである。まず、質量分析により得られたMSの結果が、分析データ記憶部に記憶される(S101)。この際、糖鎖残基の質量G、あるいは糖鎖の質量S等の質量に関するデータも分析データ記憶部に記憶されることが好ましい。 FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for performing structural analysis of a sugar chain by comparing mass spectrometry data with a database. First, the result of MS 3 obtained by mass spectrometry is stored in the analysis data storage unit (S101). At this time, it is preferable that data related to the mass such as the mass G of the sugar chain residue or the mass S of the sugar chain is also stored in the analysis data storage unit.

次いで、データベースに格納されている既知糖鎖残基の質量Gxと、分析データ記憶部に記憶された質量Gとを対比し、一致するものが抽出される(S102)。このように、質量に基づいて一次判断を行うことにより、照合の対象を絞り込むことができ、解析精度が高められるとともに、データの処理を簡略化できる。なお、既知の糖鎖のMSスペクトルや質量等の情報を格納したデータベースは、プログラムを実行するためのコンピュータ内に予め記憶されていてもよく、記憶媒体や電気通信回線等を通じて外部から取得されてもよい。 Next, the mass Gx of the known sugar chain residues stored in the database is compared with the mass G stored in the analysis data storage unit, and a match is extracted (S102). As described above, by performing the primary determination based on the mass, it is possible to narrow down the target of collation, improve the analysis accuracy, and simplify the data processing. The database storing information such as MS N spectrum and mass of known sugar chains may be stored in advance in a computer for executing the program, and is acquired from the outside through a storage medium, a telecommunication line, or the like. May be.

分析データにおける糖鎖残基の質量Gと、既知の糖鎖残基の質量Gxとが一致するもの(すなわち、照合を行うべき糖鎖(残基)の候補)がK個抽出され(S103)、各候補(k=1〜K)のMSスペクトルまたはMSピークリストのデータが、データベース記憶部に記憶される。既知の糖鎖のMSスペクトルやMSピークリストは、予め分析データ記憶部に記憶されていてもよく、k番目の候補に対応するMSスペクトルやMSピークリストを、その都度データベースから取得して、データベース記憶部に記憶させてもよい。 K pieces in which the mass G of sugar chain residues in the analytical data and the mass Gx of known sugar chain residues coincide (that is, candidates for sugar chains (residues) to be verified) are extracted (S103). The data of the MS N spectrum or MS N peak list of each candidate (k = 1 to K) is stored in the database storage unit. The MS N spectrum and MS N peak list of known sugar chains may be stored in advance in the analysis data storage unit, and the MS N spectrum and MS N peak list corresponding to the k th candidate are obtained from the database each time. And you may memorize | store in a database memory | storage part.

データ処理部において、分析データ記憶部に記憶された糖ペプチドのMSスペクトルまたはMSピークリストと、データベース記憶部に記憶されたk番目の糖鎖のMSスペクトルまたはMSピークリストとの照合が行われる(S114)。本発明のプログラムは、マススペクトルまたはピークリストの照合を、データ処理部のコンピュータに実行させる。 In the data processing unit, the MS 3 spectrum or MS 3 peak list of the glycopeptide stored in the analysis data storage unit and the MS N spectrum or MS N peak list of the k-th sugar chain stored in the database storage unit Is performed (S114). The program of the present invention causes a computer of a data processing unit to execute a comparison of a mass spectrum or a peak list.

ここでの照合は、例えば、両者が一致するか否か(糖鎖の同一性)の判断、あるいは両者の類似度のスコア付け(S115)である。マススペクトルあるいはピークリストの同一性や類似度は、ピークのm/zの値や、ピーク強度比に基づいて判断することができ、その方法は特に制限されない。その後、必要に応じて照合結果(例えば類似度のスコア)が、任意の記憶部に記憶される(S116)。   The collation here is, for example, determination of whether or not they match (identity of sugar chains), or scoring of similarity between both (S115). The identity and similarity of the mass spectrum or peak list can be determined based on the m / z value of the peak or the peak intensity ratio, and the method is not particularly limited. Thereafter, a matching result (for example, a score of similarity) is stored in an arbitrary storage unit as necessary (S116).

k=1番目からK番目までのすべての糖鎖(残基)の候補に対して、この照合(S114〜S118)が行われた後、ディスプレイや印刷媒体等の表示部や、適宜の記憶部に、照合結果が出力される(S122)。類似スコア等の解析結果は、必要に応じてスコア順等の順番に並べ替えを行った後(S121)、データ出力が行われる(S122)。   After this collation (S114 to S118) is performed for all sugar chain (residue) candidates from k = 1 to K, a display unit such as a display or a print medium, or an appropriate storage unit The collation result is output (S122). The analysis results such as the similarity score are rearranged in the order of the score order or the like as necessary (S121), and then the data is output (S122).

なお、図1および上記の説明は、糖鎖構造解析用プログラムを用いた、N‐結合型糖鎖の構造解析(同定)の形態の一例を示すものである。糖ペプチドの質量分析により得られたMSデータと、糖ペプチド由来の(G+97−z)/zの質量電荷比を有する負のフラグメントイオンをプリカーサとして、MS分析を実行することにより取得されたMSスペクトルまたはMSピークリストとを照合することにより、糖鎖の同定を行う方法は上記に限定されない。 Note that FIG. 1 and the above description show one example of the structure analysis (identification) form of the N-linked sugar chain using the sugar chain structure analysis program. Obtained by performing MS 3 analysis using MS 3 data obtained by mass spectrometry of glycopeptide and a negative fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z derived from glycopeptide as a precursor. The method for identifying the sugar chain by collating with the MS N spectrum or the MS N peak list is not limited to the above.

図1では、予め質量が一致するか否かを基準として、照合を行う糖鎖の数の絞り込みを行っているが、データベースに格納されている全ての糖鎖のMSと分析により得られたMSとの対比が行われてもよい。また、図1では、k=1番目からK番目の候補の全てに対して類似度のスコア付けが行われているが、所定のスコアを超える照合結果が得られた時点で、照合を終了してもよい。データベースに格納されている糖鎖と、分析対象の糖鎖とが一致するか否かの判断により、照合が行われる場合は、k=x番目の候補が一致すると判断された段階で、照合を終了してもよい。 In FIG. 1, the number of sugar chains to be collated is narrowed down based on whether the masses match in advance, but it was obtained by analysis with the MS N of all sugar chains stored in the database. Contrast with MS 3 may be performed. Further, in FIG. 1, similarity score scoring is performed for all k = 1 to Kth candidates, but the collation is finished when a collation result exceeding a predetermined score is obtained. May be. When collation is performed based on whether or not the sugar chain stored in the database matches the sugar chain to be analyzed, the collation is performed when it is determined that the k = x th candidate matches. You may end.

上記では、糖ペプチドの分析により得られたMSスペクトルと、予め測定された糖鎖のMSスペクトルとの照合による糖鎖の同定方法について説明したが、既存の糖鎖構造データベースを基に、生成し得る糖鎖の理論フラグメントの仮想MSスペクトルや、仮想MSピークリストとの照合により、分析データから糖鎖構造を同定する方法も採用し得る。 In the above description, the sugar chain identification method by comparing the MS 3 spectrum obtained by the analysis of the glycopeptide with the MS N spectrum of the sugar chain measured in advance has been described. Based on the existing sugar chain structure database, A method of identifying a sugar chain structure from analysis data by collating with a virtual MS N spectrum of a theoretical fragment of a sugar chain that can be generated or a virtual MS N peak list can also be adopted.

仮想MSスペクトルやMSピークリストは、任意の糖鎖データベースに格納されている糖鎖構造に基づいて計算することができる。例えば、質量がSxであるN‐結合型糖鎖の構造から、上記の推定メカニズムに記載されているような、マレイミドの窒素原子に糖鎖残基が付加したz−HO化学種を生成させる。この化学種の脱プロトンにより得られる仮想負イオンは、(Sx+79−zx)/zxの質量電荷比を有する。なお、zxは仮想負イオン(フラグメントイオン)の電荷数である。 The virtual MS N spectrum and the MS N peak list can be calculated based on the sugar chain structure stored in an arbitrary sugar chain database. For example, from the structure of an N-linked sugar chain having a mass of Sx, a z 1 -H 2 O chemical species in which a sugar chain residue is added to the nitrogen atom of maleimide as described in the above-described presumed mechanism Generate. The virtual negative ion obtained by deprotonation of this species has a mass to charge ratio of (Sx + 79−zx) / zx. Note that zx is the number of charges of virtual negative ions (fragment ions).

この仮想負イオンをMSプリカーサとして開裂させた場合に生じる理論フラグメントは、種々の手法(理論フラグメント予測プログラムの利用等)により計算することができ、理論フラグメントのリストから、仮想MSスペクトまたは仮想MSスペクトルを生成できる。 The theoretical fragment generated when this virtual negative ion is cleaved as an MS N precursor can be calculated by various methods (such as using a theoretical fragment prediction program). From the list of theoretical fragments, a virtual MS N spectrum or virtual An MS N spectrum can be generated.

仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリストと、分析により得られたMSスペクトルとの照合は、実験者の目視等により実行してもよく、糖鎖構造解析用プログラムを用いて実行してもよい。 The verification of the virtual MS N spectrum or the virtual MS N peak list and the MS 3 spectrum obtained by the analysis may be executed by visual observation by an experimenter or may be executed using a sugar chain structure analysis program. Good.

糖鎖構造解析用プログラムが用いられる場合、糖鎖構造解析システムのデータベース記憶部には、(Sx+79−zx)/zxの質量電荷比を有するフラグメントイオンの仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリスト含むデータが記憶される。データ処理部のコンピュータにより、分析データ記憶部に記憶されたMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータと、データベース記憶部に記憶されたデータとの照合が行われる。糖鎖構造解析用プログラムはコンピュータに上記の照合を実行させる。この場合における照合は、上記の図1の例と同様であり、例えば、2つのデータの対比により、両者が一致するか否かの判断や両者の類似度のスコア付けが行われる。 When a sugar chain structure analysis program is used, the database storage unit of the sugar chain structure analysis system includes a virtual MS N spectrum or a virtual MS N peak list of fragment ions having a mass-to-charge ratio of (Sx + 79−zx) / zx Data is stored. The computer of the data processing unit collates the data including the MS 3 spectrum or the MS 3 peak list stored in the analysis data storage unit with the data stored in the database storage unit. The sugar chain structure analysis program causes the computer to execute the above-described verification. The collation in this case is the same as in the example of FIG. 1 described above. For example, by comparing two pieces of data, it is determined whether or not they match, and the similarity between the two is scored.

図2は、このプログラムを用いて、質量分析データと仮想MSとを照合して、糖鎖の構造解析を行う方法の一例を示すフローチャートである。図2のフローチャートは図1と類似であるため、以下では、図1と図2で共通する部分の説明は省略する。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method for analyzing the structure of a sugar chain by collating mass spectrometry data with virtual MS N using this program. Since the flowchart of FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, the description of the parts common to FIGS. 1 and 2 is omitted below.

質量分析により得られたMSの結果が、分析データ記憶部に記憶される(S201)。糖鎖残基の質量Gと、糖鎖データベースにおける糖鎖の質量Sxとを対比し、両者の差が18(糖鎖残基で脱離した水分子の質量)に等しいものが抽出される(S202)。なお、糖鎖データベースにおける糖鎖の質量Sxに基づいて糖鎖残基の質量Gxを算出し、これと質量分析により得られた糖鎖残基の質量Gとを対比して、一致するものを抽出してもよい。 The result of MS 3 obtained by mass spectrometry is stored in the analysis data storage unit (S201). The mass G of the sugar chain residue is compared with the mass Sx of the sugar chain in the sugar chain database, and the difference between the two is equal to 18 (the mass of the water molecule desorbed by the sugar chain residue). S202). In addition, the mass Gx of the sugar chain residue is calculated based on the sugar chain mass Sx in the sugar chain database, and this is compared with the mass G of the sugar chain residue obtained by mass spectrometry. It may be extracted.

質量が一致する糖鎖(残基)の候補がK個抽出され(S203)、各候補(k=1〜K)の仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリストのデータが、データベース記憶部に記憶される。データ処理部では、分析データ記憶部に記憶された糖ペプチドのMSスペクトルまたはMSピークリストと、データベース記憶部に記憶されたk番目の糖鎖の仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリストとの照合が行われる(S213)。照合の前に、糖鎖の仮想負イオンから、仮想MSスペクトルまたはMSピークリストが生成される(S212)。 K candidates of sugar chains (residues) having the same mass are extracted (S203), and the virtual MS N spectrum or virtual MS N peak list data of each candidate (k = 1 to K) is stored in the database storage unit. Is done. In the data processing unit, the MS 3 spectrum or MS 3 peak list of the glycopeptide stored in the analysis data storage unit, and the virtual MS 3 spectrum or virtual MS 3 peak list of the k-th sugar chain stored in the database storage unit Are collated (S213). Prior to collation, a virtual MS N spectrum or MS N peak list is generated from the virtual negative ions of the sugar chains (S212).

なお、図2では、質量SxがG+18と一致する糖鎖を抽出し(S202)、抽出された糖鎖構造から、都度、仮想MSを生成させるフローが示されているが、仮想MSスペクトルや仮想MSピークリストは、任意の糖鎖データベースから予め生成させておき、データベース化しておいてもよい。図2のフローにおいて、データの照合方法、および照合後のフローは、図1の場合と同様である。 In FIG. 2, the mass Sx extracts a sugar chain to match the G + 18 (S202), from the extracted sugar chain structure, each time, although the flow to generate a virtual MS N is shown, virtual MS N spectrum The virtual MS N peak list may be generated in advance from an arbitrary sugar chain database, and may be made into a database. In the flow of FIG. 2, the data collation method and the flow after the collation are the same as those in FIG.

[質量分析装置]
本発明の分析方法は、上記のプログラム、あるいはその他のデータ照合手段を備える糖ペプチドの糖鎖構造解析用質量分析装置を用いて実施することもできる。この質量分析装置は、質量分析部、質量分析部で得られた分析データが記憶される分析データ記憶部、既存の糖鎖構造データベースから得られる構造情報が記憶されるデータベース記憶部、および分析対象の糖ペプチドの糖鎖構造の同定を行うデータ処理部を備える。
[Mass spectrometer]
The analysis method of the present invention can also be carried out using a mass spectrometer for analyzing a sugar chain structure of a glycopeptide provided with the above program or other data collating means. The mass spectrometer includes a mass analyzer, an analysis data storage unit that stores analysis data obtained by the mass analyzer, a database storage unit that stores structure information obtained from an existing sugar chain structure database, and an analysis target A data processing unit for identifying the sugar chain structure of the glycopeptide.

質量分析部は、質量分離手段およびイオン開裂手段を備える。質量分離手段は、質量電荷比に基づいて、イオンを分離する。イオン開裂手段は、選定されたイオンを、CIDやIRMPDなどの手法により開裂させ、フラグメントイオンを生成させる。この質量分析部において、分析対象の糖ペプチドのMS分析が行われる。 The mass analysis unit includes mass separation means and ion cleavage means. The mass separation means separates ions based on the mass to charge ratio. The ion cleaving means cleaves selected ions by a technique such as CID or IRMPD to generate fragment ions. In this mass spectrometer, MS 3 analysis of the glycopeptide to be analyzed is performed.

データ処理部はコンピュータを備える。このコンピュータは、質量分析部における分析を制御するためのコンピュータと同一でもよい。データ処理部は、分析データ記憶部に記憶されている分析データと、データベース記憶部に記憶されているMSスペクトルまたはMSピークリストとを照合することにより、糖鎖構造の同定を行い得るように構成されている。 The data processing unit includes a computer. This computer may be the same as the computer for controlling the analysis in the mass spectrometer. The data processing unit can identify the sugar chain structure by collating the analysis data stored in the analysis data storage unit with the MS n spectrum or the MS n peak list stored in the database storage unit. It is configured.

データ処理部で、糖鎖構造の同定を行うためのプログラムは、先に説明したように、既存のデータベース等から得られるMSスペクトルやMSピークリストと、質量分析結果との照合を、コンピュータに実行させる。なお、ここでの、MSスペクトルやMSピークリストは、計算により生成された仮想MSスペクトルまたはMSピークリストでもよい。 As described above, the program for identifying the sugar chain structure in the data processing unit is a computer that collates the MS N spectrum or MS N peak list obtained from an existing database with the mass analysis result. To run. The MS N spectrum or the MS N peak list here may be a virtual MS N spectrum or an MS N peak list generated by calculation.

上記プログラムや、糖鎖データベース、あるいは糖鎖のMSスペクトルデータベース等は、質量分析部とは別個に提供されてもよく、例えば、記憶媒体に記憶された状態で入手することや、インターネット等の通信手段を介して入手することができる。 The above program, sugar chain database, MS N spectrum database of sugar chains, etc. may be provided separately from the mass spectrometer, for example, obtained in a state stored in a storage medium, It can be obtained via communication means.

[nが4以上の場合のMS分析]
以上、MSで負イオン化された糖ペプチドを、MSで開裂させ、MSスペクトルにおける糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中から、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンをMSプリカーサとして選定する場合、すなわち、n=3のMS分析を中心に、本発明の実施形態を説明した。なお、糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中から、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンをプリカーサとしてMS分析を実行することによる糖ペプチドの分析は、nが4以上のMS分析にも適用できる。
[MS n analysis when n is 4 or more]
Above, the fragment negative ionized glycopeptide MS 1, was cleaved with MS 2, having from the negative ions from the fragment ions of glycopeptides in MS 2 spectra, the mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z The embodiment of the present invention has been described with a focus on MS n analysis where ions are selected as MS 3 precursors, ie, n = 3. The analysis of glycopeptides by performing MS n analysis using a fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97−z) / z among fragment ions derived from negative ions of glycopeptides is as follows. The present invention can also be applied to the above MS n analysis.

例えば、MSで得られた糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンを、MS(MSn−1)で開裂させ、MSで得られた(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンをプリカーサとしてMS(MS)分析が行われてもよい。この場合、MSのイオン開裂法として、EDDのように、ペプチド部分を優先的に開裂し得る開裂法を採用すれば、MSプロダクトイオンとして、ペプチドのC末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンを得ることもできる。このように、質量分析のイオン開裂によりペプチド部分を開裂させれば、試料調製(プロテアーゼ消化)によって、C末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合したペプチド断片が得られていない場合でも、ペプチドのC末端付近のAsnに糖鎖が結合した糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンが得られる。このフラグメントイオンを、MSn−1プリカーサとしてMSn−1分析を実行することで、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンの生成量が増加するため、分析精度の向上が期待できる。 For example, a fragment ion derived from a negative ion of a glycopeptide obtained by MS 2 is cleaved by MS 3 (MS n-1 ), and has a mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z obtained by MS 3 MS 4 (MS n ) analysis may be performed using fragment ions as precursors. In this case, as an ion cleavage method MS 2, as EDD, by employing the cleavage method capable of preferentially cleaving the peptide moiety, as MS 2 product ion, binding sugar chain Asn near the C-terminus of the peptide It is also possible to obtain a fragment ion derived from the negative ion of the glycopeptide. In this way, if the peptide portion is cleaved by ion cleavage in mass spectrometry, the peptide preparation C (protease digestion), even if a peptide fragment having a sugar chain bound to asparagine near the C-terminus is not obtained, A fragment ion derived from the negative ion of a glycopeptide having a sugar chain bound to Asn near the end is obtained. By performing MS n-1 analysis using this fragment ion as an MS n-1 precursor, the amount of fragment ions having a mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z increases, so that the analysis accuracy can be improved. I can expect.

以下に、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下において、%の記載は特に断りがない限り重量%を表す。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following, “%” represents “% by weight” unless otherwise specified.

<セルロースマイクロチップの作製>
200μLのマイクロピペットチップの先端に、少量のコットンを詰め、その上に1mgのセルロースパウダーを加えた。得られたセルロースマイクロチップに、上から水100μLを加え、上方からシリンジで空気を送り、下方(チップ先端)から排出した。これを2回繰り返した。さらに50%アセトニトリル(ACN)、0.1%TFA水溶液100μLで2回、80%ACN、0.1%TFA水溶液で2回、同様の操作を行い、セルロースマイクロチップの洗浄および平衡化を行った。
<Production of cellulose microchip>
A small amount of cotton was packed at the tip of a 200 μL micropipette tip, and 1 mg of cellulose powder was added thereon. To the obtained cellulose microchip, 100 μL of water was added from above, air was sent from above with a syringe, and discharged from below (chip tip). This was repeated twice. Further, the same operation was performed twice with 100 μL of 50% acetonitrile (ACN) and 0.1% TFA aqueous solution and twice with 80% ACN and 0.1% TFA aqueous solution to wash and equilibrate the cellulose microchip. .

[実施例1:IgG由来糖ペプチドの分析]
<測定用糖ペプチドの調製>
SIGMAより購入したヒト免疫グロブリンG(IgG)を、尿素:6M、重炭酸アンモニウム:50mM、およびトリス(2‐カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP):5mMの存在下、室温で45分反応させ、変性および還元を行った。次いで、ヨードアセトアミド(IAA):10mMの存在下、室温遮光条件下で45分反応させアルキル化を行った後、ジチオスレイトール(DTT):10mM存在下、室温遮光条件下で45分反応させ、余剰のIAAを不活性化した。その後、プロナーゼEを加え、37℃で一夜反応させ、プロテアーゼ消化を行った。消化後、カーボンカラムを用いて脱塩を行った。
[Example 1: Analysis of IgG-derived glycopeptide]
<Preparation of glycopeptide for measurement>
Human immunoglobulin G (IgG) purchased from SIGMA was reacted for 45 minutes at room temperature in the presence of urea: 6M, ammonium bicarbonate: 50 mM, and tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride (TCEP): 5 mM, Denaturation and reduction were performed. Next, the alkylation was performed by reacting in the presence of iodoacetamide (IAA): 10 mM for 45 minutes under light-shielding conditions at room temperature, and then reacting for 45 minutes in the presence of dithiothreitol (DTT): 10 mM under light-shielding conditions at room temperature. Excess IAA was inactivated. Thereafter, Pronase E was added and reacted overnight at 37 ° C. to perform protease digestion. After digestion, desalting was performed using a carbon column.

脱塩後のIgG消化物に、80%ACN,0.1%TFA水溶液を100μL加えて溶解させた。これを、洗浄および平衡化後のセルロースマイクロチップに加え、上方からシリンジで空気を送り、下方から排出した。排出した溶液を、再度セルロースマイクロチップに加えて同様に排出し、これをさらにもう1回繰り返した。最後に、50%ACN,0.1%TFA水溶液を20μL加えて、セルロースマイクロチップから、糖ペプチドを溶出した。これを2回繰り返し、これらの溶出液をあわせて乾固した。   To the IgG digest after desalting, 100 μL of 80% ACN, 0.1% TFA aqueous solution was added and dissolved. This was added to the cellulose microchip after washing and equilibration, air was sent from above with a syringe, and discharged from below. The discharged solution was added again to the cellulose microchip and discharged in the same manner, and this was repeated once more. Finally, 20 μL of 50% ACN, 0.1% TFA aqueous solution was added to elute the glycopeptide from the cellulose microchip. This was repeated twice, and these eluates were combined and dried.

<質量分析>
得られた試料を水に再溶解し、MALDIプレート上で、3−アミノキノリンとα−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸からなる液体マトリックス(3AQ/CHCA)と混合し、MALDI‐MS分析装置(島津製作所製、AXIMA(登録商標)‐Resonance)により負イオンCIDによる多段階質量分析を行った。
<Mass spectrometry>
The obtained sample was redissolved in water, mixed on a MALDI plate with a liquid matrix (3AQ / CHCA) composed of 3-aminoquinoline and α-cyano-4-hydroxycinnamic acid, and a MALDI-MS analyzer ( Multistage mass spectrometry using negative ion CID was performed by Shimadzu Corporation AXIMA (registered trademark) -Resonance.

<分析1および分析2>
分析1および分析2では、MSで得られたm/z=1900.7の負イオン(コアフコースを含まない糖ペプチドの脱プロトン化体)、およびm/z=2046.8の負イオン(コアフコースを含む糖ペプチドの脱プロトン化体)のそれぞれをプリカーサとして、負イオンCIDにより開裂させ、MS分析を行い、図3(A)および図4(A)に示すMSスペクトルを得た。なお、MSで得られた上記の脱プロトン化体は、いずれもペプチド部分がPhe‐Asnのアミノ酸配列を有しており、アスパラギンに糖鎖が付加した糖ペプチドの脱プロトン化体である。
<Analysis 1 and Analysis 2>
In Analysis 1 and Analysis 2, the negative ion (deprotonated glycopeptide without core fucose) obtained by MS 1 with m / z = 1900.7, and the negative ion (core fucose) without m / z = 2046.8 Each of which was cleaved with a negative ion CID and subjected to MS 2 analysis to obtain MS 2 spectra shown in FIGS. 3 (A) and 4 (A). The deprotonated products obtained by MS 1 are all deprotonated glycopeptides in which the peptide part has an amino acid sequence of Phe-Asn and a sugar chain is added to asparagine.

(分析1:コアフコースを含まない糖ペプチドのMS分析)
コアフコースを含まない糖ペプチドから1個のプロトンが脱離した負イオン(m/z=1900.7)のMS(図3(A))で得られた、m/z=1478.5のフラグメントイオン(2,4)およびm/z=1718.5のフラグメントイオン([Glycan+96])のそれぞれをプリカーサとして、さらにCIDにより開裂させMS分析を行い、図3(B1)および図3(B2)に示すMSスペクトルを得た。なお、2,4と[Glycan+96]とのm/zの差は240である。
(Analysis 1: MS 3 analysis of glycopeptide without core fucose)
Fragment of m / z = 1478.5 obtained by MS 2 (FIG. 3 (A)) of a negative ion (m / z = 1900.7) from which one proton is eliminated from a glycopeptide not containing core fucose Each of the ion ( 2,4 A R ) and the fragment ion ([Glycan + 96] ) of m / z = 1718.5 was used as a precursor, and further cleaved by CID, and MS 3 analysis was performed. FIG. 3 (B1) and FIG. The MS 3 spectrum shown in (B2) was obtained. Incidentally, a 2,4 A R [Glycan + 96] - the difference m / z with is 240.

(分析2:コアフコースを含む糖ペプチドのMS分析)
コアフコースを含む糖ペプチドから1個のプロトンが脱離した負イオン(m/z=2046.8)のMS(図4(A))で得られた、m/z=1478.5のフラグメントイオン(2,4)およびm/z=1864.7のフラグメントイオン([Glycan+96])のそれぞれをプリカーサとして、さらに負CIDにより開裂させMS分析を行い、図4(B1)および図4(B2)に示すMSスペクトルを得た。なお、2,4と[Glycan+96]とのm/zの差は386である。
(Analysis 2: MS 3 analysis of glycopeptides containing core fucose)
Fragment ion of m / z = 1478.5 obtained by MS 2 (FIG. 4 (A)) of a negative ion (m / z = 2046.8) from which one proton was eliminated from a glycopeptide containing core fucose Each of ( 2,4 A R ) and fragment ion ([Glycan + 96] ) of m / z = 1864.7 was used as a precursor, and further cleaved with negative CID, and MS 3 analysis was performed. FIG. 4 (B1) and FIG. The MS 3 spectrum shown in (B2) was obtained. Incidentally, 2, 4 A R and [Glycan + 96] - the difference between the m / z is 386.

<分析3および分析4>
MSで得られたm/z=2931.2の負イオン(分析3)およびm/z=3119.3の負イオン(分析4)のそれぞれをプリカーサとして、CIDにより開裂させ、MS分析を行い、図5(A)および図6に示すMSスペクトルを得た。なお、m/z=2931.2の負イオン、およびm/z=3119.3の負イオンは、それぞれ、Thr‐Lys−Pro−Arg−Glu−Glu−Gln−Tyr−Asn、およびThr‐Lys−Pro−Arg−Glu−Glu−Gln−Tyr−Asn−Ser−Thrのアミノ酸配列を有しており、アスパラギンに糖鎖が付加した糖ペプチドの脱プロトン化体である。これらは、いずれも分析2の糖ペプチドと同一構造の糖鎖を有している。
<Analysis 3 and Analysis 4>
Each of the negative ion of m / z = 2931.2 obtained by MS 1 (analysis 3) and the negative ion of m / z = 3119.3 (analysis 4) was cleaved by CID, and MS 2 analysis was performed. The MS 2 spectrum shown in FIG. 5 (A) and FIG. 6 was obtained. Note that the negative ion at m / z = 2931.2 and the negative ion at m / z = 319.3 are Thr-Lys-Pro-Arg-Glu-Glu-Gln-Tyr-Asn and Thr-Lys, respectively. -Pro-Arg-Glu-Glu-Gln-Tyr-Asn-Ser-Thr, which is a deprotonated glycopeptide in which a sugar chain is added to asparagine. These all have sugar chains having the same structure as the glycopeptide of Analysis 2.

図5(A)および図6のMSスペクトルでは、いずれも分析2(図4(A))と同様に、m/z=1478.5のフラグメントイオン(2,4)およびm/z=1864.6のフラグメントイオン([Glycan+96])が得られた。分析3(図5(A))における[Glycan+96]をプリカーサとして、さらにCIDにより開裂させMS分析を行い、図5(B)に示すMSスペクトルを得た。 In the MS 2 spectra of FIG. 5 (A) and FIG. 6, as in Analysis 2 (FIG. 4 (A)), the fragment ion ( 2,4 A R ) and m / z at m / z = 1478.5 = 1864.6 fragment ions ([Glycan + 96] ) were obtained. [Glycan + 96] in Analysis 3 (FIG. 5A) was used as a precursor and further cleaved with CID to conduct MS 3 analysis, and an MS 3 spectrum shown in FIG. 5B was obtained.

<分析1〜4の評価>
図3(A)のMSスペクトルおよび図4(A)のMSスペクトルでは、いずれも2,4、BR−12,4R‐1、D等のフラグメントイオンが同一のm/zを有しており、2,4のm/zは1478.5である。また、図3(A)および図4(A)のいずれにおいても、2,4よりも大きいもピーク強度の大きい[Glycan+96]フラグメントイオンが検出されている。図3(A)および図4(A)のいずれにおいても、[Glycan+96]フラグメントイオンは、糖ペプチド負イオン[M−H]よりもm/zが182小さく、[M−H]から同一の化学種が脱離したものであることがわかる。[Glycan+96]および[M−H]のm/zは、いずれも、分析2(図4(A))が分析1(図3(A))よりも146大きく、この差は、フコース(分子量164)から水分子が脱離したものと同一である。これらの結果から、図3(A)と図4(A)のMSスペクトルの相違([Glycan+96]フラグメントイオンのm/zの相違)は、糖鎖構造におけるコアフコースの有無を反映したものであるといえる。
<Evaluation of analyzes 1 to 4>
The MS 2 spectra of FIG. MS 2 spectra and FIG. 3 (A) 4 (A) , both 2,4 A R, B R-1 , 2,4 A R-1, D , etc. fragment ions are the same in has a m / z, 2, 4 a R of m / z is 1478.5. In any of FIG. 3 (A) and FIG. 4 (A), 2,4 A also peak intensity greater greater than R [Glycan + 96] - fragment ions are detected. In both FIG. 3 (A) and FIG. 4 (A), the [Glycan + 96] fragment ion is 182 smaller in m / z than the glycopeptide negative ion [M−H] and [M−H] It can be seen that the same chemical species are desorbed. The m / z of [Glycan + 96] and [M−H] is both 146 greater in Analysis 2 (FIG. 4A) than in Analysis 1 (FIG. 3A), and this difference is different from fucose ( This is the same as the water molecule desorbed from the molecular weight 164). These results, FIG. 3 (A) and MS 2 spectra differences of FIG. 4 (A) ([Glycan + 96] - the difference in fragment ions m / z) is a reflection of the presence or absence of core fucose in the sugar chain structure It can be said that there is.

2,4のCID開裂により得られた図3(B1)と図4(B1)のMSスペクトルは略同一であり、いずれも同一の糖鎖構造に由来していることが分かる。また、[Glycan+96]のCID開裂により得られた図3(B2)および図4(B2)では、いずれのMSスペクトルにおいても、m/z=1478.5を有する2,4のピークや、D,E,1,3等のフラグメントイオンが、MSスペクトルと共通している。これらの結果から、MSの[Glycan+96]フラグメントイオンは、2,4よりもさらに還元末端側の糖鎖構造、すなわち、糖鎖残基の全構造を含有するフラグメントイオンであることが分かる。 2, 4 A MS 3 spectra of Figure 3 obtained by CID cleavage of R and (B1) FIG. 4 (B1) is approximately the same, it can be seen that from both the same sugar chain structure. Also, [Glycan + 96] - in Figure 3 obtained by CID cleavage of (B2) and FIG. 4 (B2), in any of the MS 3 spectra, 2, 4 A peak of R with m / z = 1478.5 Or fragment ions such as D, E, 1 , 3 A 3 are common to the MS 2 spectrum. These results, [Glycan + 96] fragment ions MS 2 is, 2, 4 A further reducing terminal of the sugar chain structure than R, i.e., it can be seen that a fragment ion containing the entire structure of Tokusarizanmoto .

分析2(図4)、分析3(図5)および分析4(図6)では、糖ペプチドの糖鎖の構造はいずれも同一であり、ペプチド部分のアミノ酸配列のみが相違している。これらのMS分析では、共通の2,4および[Glycan+96]が得られている。また、分析2の[Glycan+96]のMSスペクトル(図4(B2))と、分析3の[Glycan+96]のMSスペクトル(図5(B))は略同一であり、いずれも同一の糖鎖構造に由来していることが分かる。一方、糖鎖がコアフコースを有していない分析1のMSスペクトル(図3(B))は、図4(B2)や図5(B)と共通のフラグメントイオンが観測されているものの、スペクトルのパターンは明らかに異なっている。 In Analysis 2 (FIG. 4), Analysis 3 (FIG. 5), and Analysis 4 (FIG. 6), the sugar chain structures of the glycopeptides are all the same, and only the amino acid sequence of the peptide portion is different. These MS 2 analysis, the common 2, 4 A R and [Glycan + 96] - is obtained. In addition, the MS 3 spectrum of [Glycan + 96] in analysis 2 (FIG. 4 (B2)) and the MS 3 spectrum of [Glycan + 96] in analysis 3 (FIG. 5 (B)) are substantially the same, and both are the same. It can be seen that it is derived from the sugar chain structure. On the other hand, the MS 3 spectrum of Analysis 1 in which the sugar chain does not have core fucose (FIG. 3B), although the same fragment ions as those in FIGS. 4B2 and 5B are observed, The pattern of is clearly different.

これらの結果から、m/zが糖鎖残基+96であるフラグメントイオンをプリカーサとしてMS分析を行うことにより得られるMSスペクトルは、ペプチド部分のアミノ酸配列が異なっていても、糖鎖構造が同一であれば、略同一のスペクトル形状を有することが分かる。また、糖鎖の還元末端のGlcNAcへのコアフコース付加の有無によって、MSスペクトルの形状(ピークリスト)が変化するため、MSからもコアフコースの有無の同定が可能である。 From these results, the MS 3 spectrum obtained by performing MS 3 analysis using a fragment ion whose m / z is sugar chain residue +96 as a precursor has a sugar chain structure even if the amino acid sequence of the peptide portion is different. If they are the same, it can be seen that they have substantially the same spectral shape. Moreover, since the shape (peak list) of the MS 3 spectrum changes depending on whether or not core fucose is added to GlcNAc at the reducing end of the sugar chain, the presence or absence of core fucose can also be identified from MS 3 .

ペプチドのC末端のアスパラギンに糖鎖が付加した糖ペプチドに関する分析1〜3のMS(図3(A)、図4(A)および(図5(A))では、2,4よりもピーク強度の大きい[Glycan+96]フラグメントイオンが検出されている。そのため、[Glycan+96]をプリカーサとするMS分析は、低濃度の試料でも実施可能であり、糖ペプチドの分析方法として優れているといえる。 In MS 2 analysis 1-3 related C-terminal glycopeptide asparagine sugar chain added peptides (FIG. 3 (A), the FIGS. 4 (A) and (FIG. 5 (A)), from 2, 4 A R greater [Glycan + 96] of the peak intensity - fragment ions are detected Therefore, [Glycan + 96] -. MS 3 analysis and precursor to is feasible even at a low concentration of the sample, is excellent as a method of analyzing glycopeptides It can be said that.

一方、糖鎖修飾されたアスパラギンのC末端側に2アミノ酸残基(Ser−Thr)を有する糖ペプチドを用いた分析4では、分析1〜3に比してMSにおける[Glycan+96]のピーク強度が小さくなっている(図6)。この結果から、本発明の分析方法では、ペプチドのC末端付近のアスパラギンが糖鎖修飾された糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとすることにより、[Glycan+96]フラグメントイオンの生成量(ピーク強度)が増大し、分析精度の向上が可能であるといえる。 On the other hand, in Analysis 4 using a glycopeptide having 2 amino acid residues (Ser-Thr) on the C-terminal side of the sugar-modified asparagine, the peak of [Glycan + 96] in MS 2 compared to Analysis 1 to 3 The strength is reduced (FIG. 6). From this result, in the analysis method of the present invention, the negative ion of the glycopeptide in which the asparagine in the vicinity of the C-terminal of the peptide is glycosylated is used as an MS 2 precursor, whereby the amount of [Glycan + 96] fragment ion generated (peak intensity) It can be said that the analysis accuracy can be improved.

また、分析3(図5)に用いた糖ペプチドは、糖鎖が付加しているアスパラギンのN末端側に8個のアミノ酸残基を有しているが、分析2等と同様に、MSスペクトルにおいて、[Glycan+96]の強いピークが検出されている。この結果から、本発明の分析方法において、MSプリカーサとして選択される糖ペプチド負イオンは、ペプチドのC末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合していることが好ましいが、糖鎖が付加しているアスパラギンのN末端側のアミノ酸配列は特に制限されず、2または3以上のアミノ酸を有していてもよいことが分かる。 Moreover, glycopeptides used for analysis 3 (FIG. 5) has the 8 amino acid residues at the N-terminal side of asparagine sugar chains are added, as in the analysis 2, etc., MS 2 In the spectrum, a strong peak of [Glycan + 96] is detected. From this result, in the analysis method of the present invention, it is preferable that the glycopeptide negative ion selected as the MS 2 precursor has a sugar chain bonded to asparagine near the C-terminus of the peptide. It is understood that the amino acid sequence on the N-terminal side of the asparagine is not particularly limited and may have 2 or 3 or more amino acids.

[実施例2:トランスフェリン由来糖ペプチドの分析]
<測定用糖ペプチドの調製>
SIGMAより購入したヒトトランスフェリンを、実施例1に準じて、トリプシンで消化した後、カーボンカラムを用いて脱塩を行った。脱塩後のトランスフェリン消化物を、80℃の0.8%TFA水溶液中で40分処理し、糖鎖還元末端のシアル酸を除去した。実施例1と同様に、セルロースマイクロチップにより精製および濃縮を行った試料を用いて、負イオンCIDによる多段階質量分析を行った。
[Example 2: Analysis of transferrin-derived glycopeptide]
<Preparation of glycopeptide for measurement>
Human transferrin purchased from SIGMA was digested with trypsin according to Example 1, and then desalted using a carbon column. The transferrin-digested product after desalting was treated in a 0.8% TFA aqueous solution at 80 ° C. for 40 minutes to remove sialic acid at the sugar chain reducing end. In the same manner as in Example 1, multistage mass spectrometry using negative ions CID was performed using a sample purified and concentrated using a cellulose microchip.

<分析5>
分析5では、MSで得られたm/z=3097.3の負イオン([M−H])をプリカーサとしてCID開裂させたMSスペクトル(図7(A))、およびMSで得られたm/z=1718.6の[Glycan+96]をプリカーサとしてさらにCID開裂させたMSスペクトル(図7(B))を得た。なお、m/z=3097.3の負イオンは、ペプチド部分がCys−Gly−Leu−Val−Pro−Val−Leu−Ala−Glu−Asn−Tyr−Asn−Lysのアミノ酸配列(Cys残基はカルバミドメチル化されている)を有しており、C末端から2残基目のAsnに糖鎖が付加した糖ペプチドの脱プロトン化体である。MSスペクトル(図7(A))において、2,4と[Glycan+96]とのm/zの差は240であった。
<Analysis 5>
Analyzing 5, negative ions of m / z = 3097.3 obtained in MS 1 ([M-H] -) The MS 2 spectra obtained by CID cleaved as precursor (FIG. 7 (A)), and in MS 2 MS 3 spectrum (FIG. 7B) obtained by further CID cleavage using [Glycan + 96] with m / z = 1718.6 as a precursor was obtained. In addition, the negative ion of m / z = 3097.3 has an amino acid sequence (Cys residue is Cys-Gly-Leu-Val-Pro-Val-Leu-Ala-Glu-Asn-Tyr-Asn-Lys). It is a deprotonated glycopeptide in which a sugar chain is added to the second residue Asn from the C-terminus. In MS 2 spectra (FIG. 7 (A)), 2,4 A R and [Glycan + 96] - the difference between the m / z was 240.

[実施例3:α1−酸性糖タンパク質由来糖ペプチドの分析]
<測定用糖ペプチドの調製>
SIGMAより購入したヒトα1−酸性糖タンパク質(α-Acid glycoprotein)を、実施例1と同様にプロナーゼEで消化した後、カーボンカラムによる脱塩およびセルロースマイクロチップによる精製および濃縮を行い、この試料を用いて、負イオンCIDによる多段階質量分析を行った。
[Example 3: Analysis of α1-acid glycoprotein-derived glycopeptide]
<Preparation of glycopeptide for measurement>
Human α1-acid glycoprotein purchased from SIGMA was digested with pronase E in the same manner as in Example 1, and then desalted with a carbon column and purified and concentrated with a cellulose microchip. And multistage mass spectrometry with negative ion CID was performed.

<分析6>
分析6では、MSで得られたm/z=2445.0の負イオンをMSプリカーサとしてCID開裂させてMS分析を実施し、MSおけるm/z=1718.6の[Glycan+96]フラグメントイオンをMSプリカーサとしてさらにCID開裂させ、MSスペクトルを得た(図8(A))。なお、m/z=2445.0の負イオンは、ペプチド部分がArg−Asn−Glu−Glu−Tyr−Asnのアミノ酸配列を有しており、C末端のAsnに糖鎖が付加した糖ペプチドの脱プロトン化体である。MSスペクトル(図8(A))において、2,4と[Glycan+96]とのm/zの差は240であった。
<Analysis 6>
In Analysis 6, the negative ion of m / z = 2445.0 obtained by MS 1 was subjected to CID cleavage using MS 2 precursor as the MS 2 precursor, and MS 2 analysis was performed. [Glycan + 96] of m / z = 1718.6 in MS 2 - the fragment ions to further CID cleaved as MS 3 precursor, to obtain a MS 3 spectrum (FIG. 8 (a)). In addition, the negative ion of m / z = 2445.0 has a peptide part having an amino acid sequence of Arg-Asn-Glu-Glu-Tyr-Asn, and is a glycopeptide in which a sugar chain is added to the C-terminal Asn. Deprotonated form. In MS 2 spectra (FIG. 8 (A)), 2,4 A R and [Glycan + 96] - the difference between the m / z was 240.

<分析5および分析6の評価>
図8(A)、図8(B)および図8(C)は、それぞれ、分析6(α1−酸性糖タンパク質)、分析1(IgG)および分析5(トランスフェリン)のマススペクトルであり、各図において上段はMSスペクトル、下段はm/z=1718.6の[Glycan+96]フラグメントイオンをプリカーサとして得られたMSスペクトルである。図8の各MSスペクトルは、いずれも略同一であることから、糖鎖がコアフコースを有していない場合も、コアフコースを有する場合(分析2および分析3)と同様に、m/zが糖鎖残基+96であるフラグメントイオンをMSプリカーサとして得られるMSスペクトルは、ペプチド部分の構造とは無関係に、同一のスペクトルパターンを示すことが分かる。
<Evaluation of Analysis 5 and Analysis 6>
FIG. 8 (A), FIG. 8 (B) and FIG. 8 (C) are mass spectra of analysis 6 (α1-acid glycoprotein), analysis 1 (IgG) and analysis 5 (transferrin), respectively. The upper part is an MS 2 spectrum, and the lower part is an MS 3 spectrum obtained using [Glycan + 96] fragment ion of m / z = 1718.6 as a precursor. Since each MS 3 spectrum in FIG. 8 is substantially the same, m / z is a sugar as in the case where the sugar chain does not have core fucose (analysis 2 and analysis 3). It can be seen that the MS 3 spectrum obtained using the fragment ion of chain residue +96 as the MS 3 precursor shows the same spectral pattern regardless of the structure of the peptide moiety.

分析5(図7(A)、(B)および図8(C))では、糖鎖修飾されたアスパラギンのC末端側に1アミノ残基(Lys)を有する糖ペプチドを用いているが、分析1および分析6と同様に、MSにおいて、m/z=1718.5の[Glycan+96]フラグメントイオンの強いピークが現れている。この結果から、本発明の分析方法の対象となる糖ペプチドは、C末端のアスパラギンが糖鎖修飾された糖ペプチドに限定されず、糖鎖修飾されたアスパラギンのC末端側に1アミノ酸残基を有する糖ペプチドにおいても、高い分析精度で実施可能であることが分かる。 In Analysis 5 (FIGS. 7A, 7B, and 8C), a glycopeptide having 1 amino residue (Lys) on the C-terminal side of the sugar chain-modified asparagine is used. Similar to 1 and Analysis 6, a strong peak of [Glycan + 96] fragment ion appears at MS 2 with m / z = 1718.5. From this result, the glycopeptide to be subjected to the analysis method of the present invention is not limited to the glycopeptide in which the C-terminal asparagine is sugar chain-modified, and one amino acid residue is added to the C-terminal side of the sugar chain-modified asparagine. It can be seen that even the glycopeptides possessed can be carried out with high analytical accuracy.

[実施例4:ラクトフェリン由来糖ペプチドの分析]
<測定用糖ペプチドの調製>
SIGMAより購入したヒトラクトフェリンを、実施例1と同様にプロナーゼEで消化した後、カーボンカラムによる脱塩およびセルロースマイクロチップによる精製および濃縮を行い、この試料を用いて、負イオンCIDによる多段階質量分析を行った。
[Example 4: Analysis of glycopeptide derived from lactoferrin]
<Preparation of glycopeptide for measurement>
Human lactoferrin purchased from SIGMA was digested with Pronase E in the same manner as in Example 1 and then desalted with a carbon column and purified and concentrated with a cellulose microchip. Using this sample, a multistage mass with negative ions CID was used. Analysis was carried out.

<分析7および分析8>
MSで得られたm/z=1619.6の負イオン(分析7)およびm/z=1819.7の負イオン(分析8)のそれぞれをMSプリカーサとして、CIDにより開裂させ、MS分析を行い、図9(A)および図10に示すMSスペクトルを得た。分析7では、さらにMSにおけるm/z=1312.4の[Glycan+96]フラグメントイオンをMSプリカーサとしてCID開裂させたMSスペクトル(図9(B))を得た。なお、m/z=1619.6の負イオンは、ペプチド部分がSer−Gly−Gln−Asnのアミノ酸配列を有しており、m/z=1819.7の負イオンは、ペプチド部分がSer−Gly−Gln−Asn−Val−Thrのアミノ酸配列を有しており、いずれもアスパラギンに糖鎖が付加した糖ペプチドの脱プロトン化体である。分析7および分析8のいずれも、MSスペクトル(図9(A)および図10)において、2,4と[Glycan+96]とのm/zの差は240であった。
<Analysis 7 and Analysis 8>
Each of the negative ion of m / z = 1619.6 (analysis 7) and the negative ion of m / z = 1819.7 (analysis 8) obtained in MS 1 was cleaved by CID using MS 2 precursor, and MS 2 Analysis was performed to obtain an MS 2 spectrum shown in FIG. 9 (A) and FIG. In analysis 7, an MS 3 spectrum (FIG. 9B) obtained by cleaved CID using a [Glycan + 96] fragment ion of MS 2 at MS / z = 1312.4 as an MS 3 precursor was obtained. The negative ion at m / z = 1619.6 has the amino acid sequence Ser-Gly-Gln-Asn in the peptide part, and the negative ion at m / z = 1819.7 has the Ser-Gly-Gln-Asn in the peptide part. It has an amino acid sequence of Gly-Gln-Asn-Val-Thr, and all are deprotonated glycopeptides in which a sugar chain is added to asparagine. In both analysis 7 and analysis 8, the m / z difference between 2,4 A R and [Glycan + 96] was 240 in the MS 2 spectrum (FIG. 9A and FIG. 10).

<分析7および分析8の評価>
分析7および分析8のいずれも、MSスペクトルにおいて、m/z=1072.4の2,4に加えて、m/z=1312.4の[Glycan+96]フラグメントイオンが得られている。また、分析7のMS(図9(B))では、m/z=1072.4を有する2,4のピークの他、BR−12,4R−1、D、0,3R−1、C等のMSスペクトルと共通するフラグメントイオンが得られている。この結果から、MSの[Glycan+96]フラグメントイオンは、2,4よりもさらに還元末端側の糖鎖構造を有するフラグメントイオンであることが分かる。このMSスペクトルは、上記の分析1〜3、5、6のMSスペクトルとは明らかにパターンが相違しており、糖鎖構造の相違を反映していることが分かる。
<Evaluation of Analysis 7 and Analysis 8>
Both analytical 7 and analysis 8, the MS 2 spectra, in addition to 2, 4 A R of m / z = 1072.4, the m / z = 1312.4 [Glycan + 96] - fragment ions is obtained . Further, the MS 3 analysis 7 (FIG. 9 (B)), other peaks 2, 4 A R with m / z = 1072.4, B R -1, 2,4 A R-1, D, Fragment ions common to the MS 2 spectrum such as 0,3 A R-1 and C 2 are obtained. The results, [Glycan + 96] fragment ions MS 2 is found to be a fragment ion with a further reducing terminal of the sugar chain structure than 2, 4 A R. This MS 3 spectrum clearly has a different pattern from the MS 3 spectra of the above analysis 1, 3 , 5, and 6, and it can be seen that the difference in sugar chain structure is reflected.

実施例4で用いたラクトフェリン由来の糖ペプチドは、実施例1〜3で用いた糖ペプチドとは糖鎖構造が異なっているが、上記分析1〜6と同様に、[Glycan+96]のMSフラグメントイオンが生成している。上記の結果から、本発明の分析方法は、種々のN‐結合型糖鎖を有する糖ペプチドに適用可能であることが分かる。 The glycopeptide derived from lactoferrin used in Example 4 is different in sugar chain structure from the glycopeptide used in Examples 1 to 3, but [Glycan + 96] MS 2 as in Analysis 1-6 above. Fragment ions are generated. From the above results, it can be seen that the analysis method of the present invention is applicable to glycopeptides having various N-linked sugar chains.

糖鎖修飾されたアスパラギンのC末端側に2アミノ酸残基(Val−Thr)を有する糖ペプチドを用いた分析8(図10)では、分析7(図9(A))に比してMSにおける[Glycan+96]のピーク強度が小さくなっている。このように、糖鎖修飾されたアスパラギンのC末端側に2アミノ酸残基を有する糖ペプチドの負イオンをMSプリカーサとした場合に、[Glycan+96]フラグメントイオンのMSピーク強度が低下するとの結果は、上記分析4(図6)と同様の傾向である。 In analysis 8 (FIG. 10) using a glycopeptide having 2 amino acid residues (Val-Thr) on the C-terminal side of the sugar chain-modified asparagine, MS 2 is compared to analysis 7 (FIG. 9 (A)). The peak intensity of [Glycan + 96] in FIG. Thus, the negative ions of glycopeptides having 2 amino acid residues at the C-terminal side of glycosylated asparagine in the case of the MS 2 precursor, [Glycan + 96] - the MS 2 peak intensities of fragment ions is reduced The result is the same tendency as the analysis 4 (FIG. 6).

この結果から、本発明の分析方法では、糖鎖の構造に関わらず、MSプリカーサとして選択される糖ペプチド負イオンは、ペプチドのC末端付近のアスパラギンに糖鎖が結合していることが好ましいが、糖鎖が付加しているアスパラギンのN末端側のアミノ酸配列は特に制限されず、2または3以上のアミノ酸を有していてもよいことが分かる。 From this result, in the analysis method of the present invention, the glycopeptide negative ion selected as the MS 2 precursor is preferably linked to the asparagine near the C-terminal of the peptide, regardless of the structure of the sugar chain. However, the amino acid sequence on the N-terminal side of asparagine to which a sugar chain is added is not particularly limited, and it can be seen that it may have 2 or 3 or more amino acids.

Claims (15)

アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを、質量分析法を用いて分析する方法であって、
糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中からMSプリカーサを選定するMSプリカーサ選定ステップ;および
前記MSプリカーサ選定ステップで選定されたMSプリカーサを開裂させ、MS分析を実行するMS分析ステップ、
をこの順に有し、
前記MSプリカーサ選定ステップにおいて、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンがMSプリカーサとして選定される、糖ペプチドの分析方法(ただし、nは2以上の整数であり、Gは糖鎖残基の質量であり、zはフラグメントイオンの電荷数であり自然数である)。
A method for analyzing a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine using mass spectrometry,
MS n to and cleave said MS n precursor MS n precursor that is selected in the selection step, performing a MS n analysis; MS n precursor selection step selects a MS n precursor from the negative ions from the fragment ions of glycopeptides Analysis steps,
In this order,
In the MS n precursor selection step, a fragment peptide having a mass-to-charge ratio of (G + 97-z) / z is selected as the MS n precursor (where n is an integer of 2 or more, G Is the mass of the sugar chain residue and z is the charge number of the fragment ion, which is a natural number).
前記MSプリカーサ選定ステップにおいて、
糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンのピークリストと、任意の既知の糖鎖のデータベースにおける各糖鎖の質量Sxとを照合して、
前記ピークリストの中から、(Sx+79−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンが、前記MSプリカーサとして選定される、請求項1に記載の分析方法。
In the MS n precursor selection step,
The peak list of fragment ions derived from the negative ion of the glycopeptide is compared with the mass Sx of each sugar chain in any known sugar chain database,
The analysis method according to claim 1, wherein a fragment ion having a mass-to-charge ratio of (Sx + 79-z) / z is selected as the MS n precursor from the peak list.
前記MSプリカーサ選定ステップにおいて、
糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンのピークリストから、2つのピークが抽出され、
抽出されたピークの質量電荷比の差が、予め設定された1以上の所定値のいずれかと一致するピークの組み合わせから、前記MSプリカーサが選定される、請求項1に記載の分析方法。
In the MS n precursor selection step,
Two peaks are extracted from the peak list of fragment ions derived from the negative ion of the glycopeptide,
2. The analysis method according to claim 1, wherein the MS n precursor is selected from a combination of peaks in which a difference in mass-to-charge ratio of extracted peaks coincides with one or more of predetermined values set in advance.
前記1以上の所定値が、240および386であり、抽出された2つのピークのうち、質量電荷比が大きい方のフラグメントイオンが、前記MSプリカーサとして選定される、請求項3に記載の分析方法。 The analysis according to claim 3, wherein the one or more predetermined values are 240 and 386, and a fragment ion having a larger mass-to-charge ratio among the two extracted peaks is selected as the MS n precursor. Method. 前記MSプリカーサ選定ステップの前に、
アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを負イオン化し、MS分析を実行するMS分析ステップ;および
前記MS分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオン、または前記MS分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオンを開裂させて得られたフラグメントイオンを、MSn−1プリカーサとして開裂させ、MSn−1分析を実行するMSn−1分析ステップ、を有し
前記MSプリカーサ選定ステップにおいて、前記MSn−1分析ステップで得られた糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンの中から前記MSプリカーサが選定される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分析方法(ただし、nは3以上の整数である)。
Before the MS n precursor selection step,
A glycopeptide N- linked sugar chain asparagine bound by negative ionization, MS 1 analysis step executes MS 1 analysis; and the negative ions of the resulting glycopeptide MS 1 analysis step or the MS 1 analysis, the fragment ions obtained by cleaving the negative ions of the resulting glycopeptide step, MS n-1 precursor is cleaved as, MS n-1 to perform analysis MS n-1 analysis step, a has the MS The MS n precursor is selected from the fragment ions derived from the negative ions of the glycopeptide obtained in the MS n-1 analysis step in the n precursor selection step. (Where n is an integer of 3 or more).
前記MS分析に供されるアスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドが、ペプチドのC末端のアスパラギン残基、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するアスパラギン残基に、N‐結合型糖鎖が結合している糖ペプチドである、請求項5項に記載の糖ペプチドの分析方法。 A glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine used in the MS 1 analysis is N-linked to an asparagine residue at the C-terminal of the peptide or an asparagine residue adjacent to the C-terminal amino acid residue. The method for analyzing a glycopeptide according to claim 5, which is a glycopeptide to which a type sugar chain is bound. 前記MS分析よりも前に、プロテアーゼ消化により前記糖ペプチドを調製する試料調製ステップを有し、
前記試料調製ステップにおいて、ペプチドのC末端アスパラギン残基、またはC末端のアミノ酸残基に隣接するアスパラギン残基に、N‐結合型糖鎖が結合している糖ペプチドが生成される、請求項6に記載の糖ペプチドの分析方法。
A sample preparation step of preparing the glycopeptide by protease digestion prior to the MS 1 analysis;
In the sample preparation step, a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to the C-terminal asparagine residue of the peptide or an asparagine residue adjacent to the C-terminal amino acid residue is generated. 4. A method for analyzing a glycopeptide according to 1.
前記試料調製ステップにおいて、前記プロテアーゼとして、エンドペプチダーゼおよびエキソペプチダーゼの両方が用いられる、請求項7に記載の分析方法。   8. The analysis method according to claim 7, wherein in the sample preparation step, both endopeptidase and exopeptidase are used as the protease. 前記MS分析ステップで得られたMSスペクトルに基づいて、N‐結合型糖鎖の構造情報を抽出する解析ステップ、をさらに有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の分析方法。 On the basis of the MS n spectrum obtained by MS n analysis step, analysis step of extracting structure information of N- linked glycan, further comprising the analysis method according to any one of claims 1-8 . 前記解析ステップにおいて、
前記MS分析ステップで得られたMSスペクトルと、
任意の既知のN‐結合型糖鎖の質量をGxとした場合に、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオン(ただし、zxは電荷数であり自然数である)を開裂させて得られるフラグメントイオンの、既知のMSスペクトルまたはMSピークリストのデータベース(ただし、Nは2以上の整数である)と、
を照合することにより、前記構造情報の抽出が行われる、請求項9に記載の分析方法。
In the analysis step,
MS n spectrum obtained in the MS n analysis step;
When the mass of any known N-linked sugar chain is Gx, a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97-zx) / zx (where zx is a charge number and a natural number) is cleaved. A database of known MS N spectra or MS N peak lists of fragment ions (where N is an integer greater than or equal to 2),
The analysis method according to claim 9, wherein the structure information is extracted by collating.
前記解析ステップにおいて、
前記MS分析ステップで得られたMSスペクトルと、
任意の糖鎖データベースに格納されている糖鎖構造に基づいて計算された、(Sx+79−zx)/zxの質量電荷比を有するフラグメントイオンの仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリスト(ただし、Nは2以上の整数であり、Sxは既知のN‐結合型糖鎖の質量であり、zxは電荷数であり自然数である)と、
を照合することにより、前記構造情報の抽出が行われる、請求項9に記載の分析方法。
In the analysis step,
MS n spectrum obtained in the MS n analysis step;
A virtual MS N spectrum or a virtual MS N peak list of fragment ions having a mass-to-charge ratio of (Sx + 79−zx) / zx calculated based on the sugar chain structure stored in an arbitrary sugar chain database (where N Is an integer greater than or equal to 2, Sx is the mass of a known N-linked sugar chain, zx is a charge number and a natural number),
The analysis method according to claim 9, wherein the structure information is extracted by collating.
アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドを、質量分析法を用いて分析する方法であって、
糖ペプチドの負イオンまたは糖ペプチドの負イオン由来のフラグメントイオンをプリカーサとして開裂させて得られたマススペクトルに基づいて、N‐結合型糖鎖の還元末端単糖へのコアフコースの付加の有無の判別を行う判別ステップを有し、
前記判別ステップにおいて、所定の糖鎖由来フラグメントイオンと、(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンとの、質量電荷比の差に基づいて、糖鎖還元末端単糖へのコアフコースの付加の有無が判別される、糖ペプチドの分析方法。
A method for analyzing a glycopeptide in which an N-linked sugar chain is bound to asparagine using mass spectrometry,
Discrimination of the presence or absence of core fucose addition to the reducing terminal monosaccharide of N-linked sugar chain based on the mass spectrum obtained by cleaving the negative ion of the glycopeptide or the fragment ion derived from the negative ion of the glycopeptide as a precursor A determination step for performing
In the discrimination step, the core fucose to the sugar chain reducing terminal monosaccharide is determined based on the difference in mass to charge ratio between a predetermined sugar chain-derived fragment ion and a fragment ion having a mass to charge ratio of (G + 97−z) / z. A method for analyzing glycopeptides, wherein the presence or absence of addition is discriminated.
前記判別ステップにおいて、前記所定の糖鎖由来フラグメントイオンは、N‐アセチルグルコサミンの2−3位および4−5位のC−C結合で開裂した非還元末端側のフラグメントイオンであり、
前記所定の糖鎖由来フラグメントイオンと(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンとの質量電荷比の差が240である場合は、コアフコースの付加無し、
前記所定の糖鎖由来フラグメントイオンと(G+97−z)/zの質量電荷比を有するフラグメントイオンとの質量電荷比の差が386である場合は、コアフコースの付加有り、
として、前記判別が行われる、請求項12に記載の糖ペプチドの分析方法。
In the discrimination step, the predetermined sugar chain-derived fragment ion is a non-reducing end-side fragment ion cleaved at the C-C bond at positions 2-3 and 4-5 of N-acetylglucosamine,
When the difference in mass to charge ratio between the predetermined sugar chain-derived fragment ion and the fragment ion having a mass to charge ratio of (G + 97-z) / z is 240, no addition of core fucose,
When the difference in mass to charge ratio between the predetermined sugar chain-derived fragment ion and the fragment ion having a mass to charge ratio of (G + 97−z) / z is 386, there is an addition of core fucose,
The method for analyzing a glycopeptide according to claim 12, wherein the determination is performed.
質量分析により得られた分析データが記憶される分析データ記憶部;既存の糖鎖構造データベースから得られる構造情報が記憶されるデータベース記憶部;および前記分析データ記憶部のデータと前記データベース記憶部のデータの照合を行うためのコンピュータを備えるデータ処理部、を備える糖鎖構造解析システムを用いて、アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドのN‐結合型糖鎖の構造を同定するための糖鎖構造解析用プログラムであって、
前記分析データ記憶部には、糖ペプチドの負イオン由来の(G+97−z)/zの質量電荷比を有する負のフラグメントイオンをプリカーサとして、MS分析を実行することにより取得されたMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータが記憶され、
前記データベース記憶部には、任意の既知のN‐結合型糖鎖の質量をGxとした場合に、(Gx+97−zx)/zxの質量電荷比を有するプリカーサイオン(ただし、zxは負イオンの電荷数であり自然数である)を開裂させて得られるフラグメントイオンの、既知のMSスペクトルまたはMSピークリスト(ただし、Nは2以上の整数である)を含むデータが記憶され、
前記分析データ記憶部のデータと前記データベース記憶部のデータとを照合することにより、両者が一致するか否かの判断、または両者の類似度のスコア付けを行うステップを、前記データ処理部のコンピュータに実行させることを特徴とする、糖鎖構造解析用プログラム。
An analysis data storage unit for storing analysis data obtained by mass spectrometry; a database storage unit for storing structure information obtained from an existing sugar chain structure database; and data of the analysis data storage unit and of the database storage unit The structure of the N-linked glycan of a glycopeptide in which an N-linked glycan is bound to asparagine is identified using a glycan structure analysis system comprising a data processing unit equipped with a computer for data comparison A sugar chain structure analysis program for
In the analysis data storage unit, an MS n spectrum obtained by performing MS n analysis using a negative fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97−z) / z derived from a negative ion of a glycopeptide as a precursor. Or data containing the MS n peak list is stored,
In the database storage unit, a precursor ion having a mass-to-charge ratio of (Gx + 97-zx) / zx where Gx is the mass of any known N-linked sugar chain (where zx is the charge of a negative ion) Data containing a known MS N spectrum or MS N peak list (where N is an integer greater than or equal to 2) of fragment ions obtained by cleaving the number (natural number)
The computer of the data processing unit comprises the step of collating the data in the analysis data storage unit with the data in the database storage unit to determine whether or not they match or scoring the similarity between the two. A program for analyzing a sugar chain structure, characterized in that the program is executed.
質量分析により得られた分析データが記憶される分析データ記憶部;既存の糖鎖構造データベースから得られる構造情報が記憶されるデータベース記憶部;および前記分析データ記憶部のデータと前記データベース記憶部のデータの照合を行うためのコンピュータを備えるデータ処理部、を備える糖鎖構造解析システムを用いて、アスパラギンにN‐結合型糖鎖が結合した糖ペプチドのN‐結合型糖鎖の構造を同定するための糖鎖構造解析用プログラムであって、
前記分析データ記憶部には、糖ペプチドの負イオン由来の(G+97−z)/zの質量電荷比を有する負のフラグメントイオンをプリカーサとして、MS分析を実行することにより取得されたMSスペクトルまたはMSピークリストを含むデータが記憶されており、
前記データベース記憶部には、任意の糖鎖データベースに格納されている糖鎖構造に基づいて計算された、(Sx+79−zx)/zxの質量電荷比を有するフラグメントイオンの仮想MSスペクトルまたは仮想MSピークリスト(ただし、Sxは既知のN‐結合型糖鎖の質量であり、zxは電荷数であり自然数であり、Nは2以上の整数である)を含むデータが記憶されており、
前記分析データ記憶部のデータと前記データベース記憶部のデータとを照合することにより、両者が一致するか否かの判断、または両者の類似度のスコア付けを行うステップ を、前記データ処理部のコンピュータに実行させることを特徴とする、糖鎖構造解析用プログラム。
An analysis data storage unit for storing analysis data obtained by mass spectrometry; a database storage unit for storing structure information obtained from an existing sugar chain structure database; and data of the analysis data storage unit and of the database storage unit The structure of the N-linked glycan of a glycopeptide in which an N-linked glycan is bound to asparagine is identified using a glycan structure analysis system comprising a data processing unit equipped with a computer for data comparison A sugar chain structure analysis program for
In the analysis data storage unit, an MS n spectrum obtained by performing MS n analysis using a negative fragment ion having a mass-to-charge ratio of (G + 97−z) / z derived from a negative ion of a glycopeptide as a precursor. Or data including MS n peak list is stored,
In the database storage unit, a virtual MS N spectrum or virtual MS of fragment ions having a mass-to-charge ratio of (Sx + 79−zx) / zx calculated based on the sugar chain structure stored in an arbitrary sugar chain database Data including an N peak list (where Sx is the mass of a known N-linked sugar chain, zx is a charge number and a natural number, and N is an integer of 2 or more),
The step of determining whether or not they match by scoring the data in the analysis data storage unit and the data in the database storage unit or scoring the similarity between the two is performed by the computer of the data processing unit A program for analyzing a sugar chain structure, characterized in that the program is executed.
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