JP3335434B2 - アミノ酸配列を決定する方法 - Google Patents

アミノ酸配列を決定する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タンパク質を構成する
単位であるアミノ酸の結合順序を決定する、アミノ酸配
列分析法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タンパク質のアミノ酸配列分析法
としては、図2に示すように、タンパク質にイソチオシ
アナート誘導体の一つであるフェニルイソチオシアナー
ト(PITC)を作用させて得たフェニルチオカルバミ
ル(PTC)タンパク質を酸で処理することにより、2
−アニリノ−5−チアゾリノン(ATZ)アミノ酸誘導
体を生成させ、さらに酸で処理することにより得たフェ
ニルチオヒダントイン(PTH)アミノ酸誘導体を、ク
ロマトグラフと紫外吸光光度法とを組み合わせて同定す
る、という一連の工程から構成されるサイクルを、分析
するアミノ酸の残基数と同じ回数くり返し実行する方
法、エドマン分解法、が用いられてきた(P.Edma
n, Acta Chem. Scand. 10,7
61(1956))。
【0003】一方、図3に示すようにATZアミノ酸誘
導体に放射性同位体元素で標識したアミノ化合物を反応
させ、生成したPTCアミノ酸誘導体を薄層クロマトグ
ラフで分離して検出する方法が特開昭61−26426
4に開示されている。さらに、図4に示すようにATZ
アミノ酸誘導体に蛍光性アミノ化合物を反応させ、生成
したPTCアミノ酸誘導体を高速液体クロマトグラフで
分離して、蛍光光度法により検出する方法が特開昭63
−196858に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】エドマン分解法によっ
て原理的には無限のアミノ酸配列が決定できることにな
る。しかしながら、実際にはエドマン分解法を構成する
各工程の反応収率が100%ではないため、これらの積
であるサイクル毎の収率(反復収率)は必然的に100
%を下回ることになる。アミノ酸配列分析において、サ
イクルの進行にしたがって徐々に分析が困難になる大き
な理由には、同定しようとする信号の強度がサイクル毎
に反復収率分ずつ減少していくことと並んで、あるサイ
クルにおいて未反応のアミノ基末端(N末端)が以降の
サイクルで反応することが繰り返されることによって生
じるバックグラウンドシグナル(これはオーバーラップ
シグナルと呼ばれている)が増加しS/N比が低下する
ことがあげられる。このために、サイクルを繰り返すに
従い分析が困難になってくる。エドマン分解法におい
て、PITCのような単一のイソチオシアナート誘導体
を用いる限り、これを避けることはできない。
【0005】ここでイソチオシアナート誘導体としてP
ITC以外の化合物、例えば可視部に吸収波長を持つイ
ソチオシアナート化合物あるいは蛍光性を持ったイソシ
アナート化合物を用いた場合には、反復収率は更に低下
する。また、ATZアミノ酸誘導体にアミノ化合物を反
応させ、生成したPTCアミノ酸誘導体を検出する方法
が開示されているが、この方法においても工程の前半の
部分はエドマン分解法であり、あるサイクルにおいて未
反応のアミノ基末端(N末端)が以降のサイクルで反応
することが繰り返されることによって生じるバックグラ
ウンドシグナルが増加しS/N比が低下することは同様
である。
【0006】そこで本発明は、バックグラウンドシグナ
ルが上昇しS/N比が低下することをできるだけ避け
て、容易にタンパク質のアミノ酸配列を決定する方法を
提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の欠点を克服し、バックグラウンドシグナルの増加によ
りS/N比が低下することを避けて容易にタンパク質の
アミノ酸配列を決定するために、ATZアミノ酸誘導体
と一般式X−NH2 で表されるアミノ化合物とを反応さ
せ、PTCアミノ酸誘導体とし、そのPTCアミノ酸誘
導体を検出する、という一連の工程から構成されるサイ
クルを、分析するアミノ酸の残基数と同じ回数くり返し
実行する方法において、複数のアミノ化合物、例えば、
2種類のアミノ化合物を交互に用い、例えば前記アミノ
化合物の一つとしては、アミノフルオレセインを用い、
例えば前記アミノ化合物の他の一つとしては、アミノテ
トラメチルローダミンを用いて配列分析を行った。
【0008】ここで用いたATZアミノ酸誘導体は、タ
ンパク質あるいはペプチドにPITCを作用させ、PT
Cタンパク質あるいはPTCペプチドを生成させた後に
酸を作用させる、エドマン分解法、によって得たもので
ある。
【0009】
【作用】上記手段により、バックグラウンドシグナルの
上昇によりS/N比が低下することを避けて、容易にタ
ンパク質のアミノ酸配列を決定することが可能になっ
た。
【0010】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。 (実施例1)図1は本発明の分析方法を示す工程図であ
る。図中の、Xn-NH2、は複数のアミノ化合物を、Ph- 、
はフェニル基を、R-、はアミノ酸の側鎖をそれぞれ示
す。これは以降の各図においても同じである。
【0011】まず、タンパク質にPITCを作用させ、
PTCタンパク質誘導体を生成させる。次に、このPT
Cタンパク質誘導体に酸を作用させ、ATZアミノ酸誘
導体と、アミノ末端のアミノ酸を一つ失ったタンパク質
とを生成させる。ATZアミノ酸誘導体とアミノ末端の
アミノ酸を一つ失ったタンパク質とを含んだ混合物か
ら、ATZアミノ酸誘導体を取りだし、アミノ化合物を
作用させてPTCアミノ酸誘導体を生成させ、そのPT
Cアミノ酸誘導体を同定する。
【0012】本法においては、決定したいアミノ酸の残
基数と同じ回数繰り返されるこの一連の工程から構成さ
れるサイクルにおいて、複数のアミノ化合物を用いる。 (実施例2)ここでは、2種類のアミノ化合物を交互に
用いる例を示す。
【0013】図5は、2種類のアミノ化合物を交互に用
いる場合の本発明の分析方法を示す工程図である。図6
は、2種類のアミノ化合物を交互に用いる場合の本発明
の分析方法を示す図5に続く工程図である。ここで用い
られるアミノ化合物の一つはアミノフルオレセインであ
る。この化合物の構造式を図7に示す。アミノ化合物の
他の一つとしては、アミノテトラメチルローダミンを用
いる。この化合物の構造式を図8に示す。
【0014】表1にこれらのアミノ化合物の、最大励起
波長と、最大蛍光波長とを示す。
【0015】
【表1】
【0016】実験手順を説明する。図5中の、X1-NH2、
はアミノフルオレセインを、図6中のX2-NH2、はアミノ
テトラメチルローダミンを、それぞれ示す。まず、タン
パク質にPITCを作用させ、PTCタンパク質誘導体
を生成させる。次に、このPTCタンパク質誘導体に酸
を作用させ、ATZアミノ酸誘導体と、アミノ末端のア
ミノ酸を一つ失ったタンパク質とを生成させる。ATZ
アミノ酸誘導体とアミノ末端のアミノ酸を一つ失ったタ
ンパク質とを含む混合物から、ATZアミノ酸誘導体を
取りだし、アミノフルオレセインを作用させてPTCア
ミノ酸誘導体を生成させ、一つの系の高速液体クロマト
グラフィー(HPLC)で分離し、そのPTCアミノ酸
誘導体を同定する。この同定において用いる蛍光検出の
条件は、励起波長486nm、蛍光波長513nm、で
ある。
【0017】次に、アミノ末端のアミノ酸を一つ失った
タンパク質にPITCを作用させ、PTCタンパク質誘
導体を生成させる。次に、このPTCタンパク質誘導体
に酸を作用させ、ATZアミノ酸誘導体と、アミノ末端
のアミノ酸を一つ失ったタンパク質とを生成させる。A
TZアミノ酸誘導体とアミノ末端のアミノ酸をさらに一
つ失ったタンパク質とを含む混合物から、ATZアミノ
酸誘導体を取りだし、アミノテトラメチルローダミンを
作用させてPTCアミノ酸誘導体を生成させ、そのPT
Cアミノ酸誘導体をもう一つの異なった系のHPLCで
分離し同定する。この同定において用いる蛍光検出の条
件は、励起波長544nm、蛍光波長567nm、であ
る。
【0018】以降これら一連の操作を繰り返す。すなわ
ち、奇数番目のサイクルにおいてはアミノフルオレセイ
ンを用いて蛍光検出を行い、その条件を、励起波長48
6nm、蛍光波長513nm、とする。偶数番目のサイ
クルにおいてはアミノテトラメチルローダミンを用いて
蛍光検出を行い、その条件を、励起波長544nm、蛍
光波長567nm、とする。これによって、奇数番目の
サイクルにおけるエドマン反応の反復収率が100%に
満たないことに起因するPTCアミノ酸誘導体は、偶数
番目のサイクルにおける同定の際に検出されない。また
同様に、偶数番目のサイクルにおけるエドマン反応の反
復収率が100%に満たないことに起因するPTCアミ
ノ酸誘導体は、奇数番目のサイクルにおける同定の際に
検出されない。
【0019】このようにして、ある任意のサイクルにお
いて、一サイクル前のエドマン分解において100%の
収率が得られないことに起因するバックグラウンドシグ
ナルの影響を避けることができる。これは、奇数番目の
サイクルにおいてはアミノテトラメチルローダミンを用
いて蛍光検出を行い、その条件を、励起波長544n
m、蛍光波長567nm、とし、偶数番目のサイクルに
おいてはアミノフルオレセインを用いて蛍光検出を行
い、その条件を、励起波長486nm、蛍光波長513
nm、とした場合でも同じである。
【0020】以上述べてきた内容をまとめると以下のよ
うになる。ATZアミノ酸誘導体と一般式X−NH2 で
表されるアミノ化合物とを反応させ、PTCアミノ酸誘
導体とし、そのPTCアミノ酸誘導体を検出する、とい
う一連の工程から構成されるサイクルを、分析するアミ
ノ酸の残基数と同じ回数くり返し実行する方法におい
て、複数のアミノ化合物を用いた。これにより、連続す
るサイクルの前後において、PTCアミノ酸誘導体を同
定する際に検出器あるいは検出波長といった検出手段を
異なったものとすることができる。すなわち、ある任意
のサイクルにおいて、一サイクル前のエドマン分解にお
いて100%の収率が得られないことに起因するバック
グラウンドシグナルの影響を避けることができる。
【0021】このようにして、バックグラウンドシグナ
ルの上昇によりS/N比が低下することを避けて、容易
にタンパク質のアミノ酸配列を決定することが可能にな
った。
【0022】
【発明の効果】ここまで説明したように、本発明の重要
な点は、バックグラウンドシグナルの上昇によりS/N
比が低下することを避けて、容易にタンパク質のアミノ
酸配列を決定することが可能になったことである。
【0023】実施例においては、アミノフルオレセイン
とアミノテトラメチルローダミンとを交互に用いる例を
示したが、他のアミノ化合物を複数、すなわち2種類あ
るいはそれ以上、用いても可能なことは明らかであり、
実施例に制約されない。よって、本発明によるタンパク
質あるいはペプチドのアミノ酸配列を決定する方法はそ
の工業的価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分析方法を示す工程図である。
【図2】PITCを用いる、従来の分析方法を示したも
のである。
【図3】放射性同位体元素で標識したアミノ化合物を反
応させる、従来の分析方法を示したものである。
【図4】蛍光性アミノ化合物を反応させる、従来の分析
方法を示したものである。
【図5】2種類のアミノ化合物を交互に用いる場合の本
発明の分析方法を示す工程図である。
【図6】2種類のアミノ化合物を交互に用いる場合の本
発明の分析方法を示す工程図である。
【図7】アミノフルオレセインの構造式を示す。
【図8】アミノテトラメチルローダミンの構造式を示
す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−110955(JP,A) 特開 昭61−264264(JP,A) 特開 昭63−196858(JP,A) 特開 平3−71045(JP,A) 特開 平3−68551(JP,A) 特開 平4−310862(JP,A) 特表 平7−502015(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/68

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−アニリノ−5−チアゾリノンアミノ
    酸誘導体と一般式X−NH2 で表されるアミノ化合物と
    を反応させ、フェニルチオカルバミルアミノ酸誘導体と
    し、そのフェニルチオカルバミルアミノ酸誘導体を検出
    する、という一連の工程から構成されるサイクルを、分
    析するアミノ酸の残基数と同じ回数くり返し実行する方
    法において、少なくとも2種類以上のアミノ化合物を用
    いることを特徴とするアミノ酸配列を決定する方法。
  2. 【請求項2】 2−アニリノ−5−チアゾリノンアミノ
    酸誘導体と一般式X−NH2 で表されるアミノ化合物と
    を反応させ、フェニルチオカルバミルアミノ酸誘導体と
    し、そのフェニルチオカルバミルアミノ酸誘導体を検出
    する、という一連の工程から構成されるサイクルを、分
    析するアミノ酸の残基数と同じ回数くり返し実行する方
    法において、少なくとも2種類以上のアミノ化合物を交
    互に用いることを特徴とする、請求項1記載のアミノ酸
    配列を決定する方法。
  3. 【請求項3】 前記2−アニリノ−5−チアゾリノンア
    ミノ酸誘導体は、タンパク質あるいはペプチドにフェニ
    ルイソチオシアネートを作用させ、フェニルチオカルバ
    ミルタンパク質あるいはフェニルチオカルバミルペプチ
    ドを生成させた後に酸を作用させる、エドマン分解法、
    によって得ることを特徴とする請求項1記載のアミノ酸
    誘導体の高感度検出法。
  4. 【請求項4】 前記アミノ化合物は、蛍光性アミンであ
    ることを特徴とする請求項1記載のアミノ酸配列を決定
    する方法。
  5. 【請求項5】 前記蛍光性アミンは、アミノフルオレセ
    インであることを特徴とする請求項4記載のアミノ酸配
    列を決定する方法。
  6. 【請求項6】 前記蛍光性アミンは、アミノテトラメチ
    ルローダミンであることを特徴とする請求項4記載のア
    ミノ酸配列を決定する方法。
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