JP4524823B2 - Method for determining amino acid sequence of amino terminal of protein - Google Patents

Method for determining amino acid sequence of amino terminal of protein Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列の決定方法及び、タンパク質またはペプチドのアミノ末端アミノ基の選択的修飾方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
タンパク質のアミノ酸配列の決定は、タンパク質の構造を確認、同定する手段として重要である。特にタンパク質のアミノ末端部分のアミノ酸配列を決定することは、有用タンパク質をコードする遺伝子の取得などにおいて重要である。
天然に存在するタンパク質にはそのアミノ末端(以下、N末端と記す。)が修飾されている場合と修飾されていない2種類のタンパク質が存在する。N末端が修飾されていないタンパク質(以下、N末端未修飾タンパク質と記す。)、即ちN末端アミノ基に置換基を有さないタンパク質のN末端アミノ酸配列決定には、例えば、エドマン分解法が利用されている。一方、N末端が修飾されたタンパク質(以下、N末端修飾タンパク質と記す。)、即ち末端アミノ基の水素原子がアセチル基等により置換されたタンパク質のN末端アミノ酸配列決定にはエドマン分解法が利用できないので、その目的のために質量分析法等が使用されている。例えば、タンパク質を消化酵素等を用いて切断し、得られるペプチドをそれぞれタンデム質量分析することにより各ペプチドのアミノ酸配列が決定できる。
【0003】
N末端修飾タンパク質のN末端のアミノ酸配列を決定するためには、タンパク質の切断により生成するペプチドの中から、元のタンパク質のN末端由来のペプチドを特定し、このペプチドのアミノ酸配列を決定する必要がある。N末端修飾タンパク質のN末端由来のペプチドの特定方法としては、タンパク質の切断により生成するペプチド(以下、切断ペプチドと記す。)をBrCN活性化セファロースカラム処理し、吸着されずに溶出されるペプチドを採取する方法(Anal. Biochem., 222, 210-216 (1994))や、切断ペプチドをアセチル化処理し、該アセチル化処理前後の試料の逆相クロマトグラフィーにおける溶出位置を比較することにより元のタンパク質のN末端由来のペプチドを特定する方法(特開平8-27180)等が知られている。これらはいずれも切断ペプチドN末端α−アミノ基の他にリジン残基に由来するε−アミノ基が存在する。このリジン残基に由来するε−アミノ基も前記試薬等と同様に反応するので、タンパク質のN末端由来のペプチドを特定するためには、タンパク質のリジン残基のε−アミノ基を例えばスクシニル化等により予め修飾した上で、該タンパク質を切断し、切断ペプチドのN末端α−アミノ基を修飾し、特定することが必要とされていた。
【0004】
一方、タンパク質あるいは切断ペプチドのN末端α−アミノ基の選択的修飾方法としては、グルカゴンにおいて無水酢酸を用いるアセチル化方法(Eur. J. Biochem. 60, 335-347, (1975))や、切断ペプチドに無水ヨード酢酸をカップリング試薬として使用する方法(Anal. Chem., 65, 1703, (1993); Bioconjugate Chem., 1, 114-122, (1990))が知られているものの、これらの方法においてその選択性のためには、基質であるタンパク質あるいはペプチドと修飾試薬との使用比率を厳密に制御する必要があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タンパク質のN末端部分のアミノ酸配列を効率的に決定する方法およびタンパク質、ペプチド等のN末端アミノ基を選択的に修飾する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような状況下、本発明者らはタンパク質のN末端アミノ酸配列の決定方法につき検討した結果、タンパク質または切断ペプチドに対する修飾剤の使用量を厳密に制御しなくとも比較的広い範囲で、ε−アミノ基共存下においてもN末端アミノ基を極めて選択性良く修飾できる方法を見出すとともに、この方法をタンパク質のN末端アミノ酸配列決定に適用することにより効率的にその目的が達成されることを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明は、
(1)アミノ末端が修飾されたタンパク質を化学的または生化学的手段により切断する工程、
(2)(1)の工程で得られるペプチドにpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、
(3)(2)の工程の前後におけるペプチドの質量分析を行い、両者を比較してタンパク質のアミノ末端由来のペプチドを特定する工程、および
(4)該特定されたペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されたタンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列の決定方法および
【0007】
(a)アミノ末端が修飾されていないタンパク質にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、
(b)(a)の工程の前後におけるタンパク質それぞれを化学的または生化学的手段により切断する工程、
(c)(b)の工程で得られるペプチドの質量分析をそれぞれ行い、両者を比較してタンパク質のアミノ末端由来のペプチドを特定する工程、および
(d)該特定されたペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されていないタンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列の決定方法に関するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてタンパク質とは、α−アミノ酸がペプチド結合により連結したポリペプチド鎖からなる高分子化合物を言い、通常は分子量4000以上を言う。ペプチドとは、2個以上のα−アミノ酸がペプチド結合により結合したものを言い、通常はアミノ酸数が50以下のものを言う。アミノ末端が修飾されたとは、タンパク質またはペプチドのアミノ末端のアミノ基の少なくとも1個の水素原子がアシル基等により置換されていることを言う。
【0009】
1.N末端修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法
(1)N末端修飾タンパク質の切断工程
N末端修飾タンパク質の切断方法は特に限定されず、例えば、A Practical Guide to Protein and Peptide Purification for Microsequencing, Second Edition, Academic Press, (1993)やMethods in Enzymology, 193, 389-412, (1990)等に記載の化学的切断方法、消化酵素を用いた生化学的切断方法等をあげることができる。具体的には例えば、化学的切断方法としてはBrCNによる切断方法が挙げられ、消化酵素による生化学的切断方法としては、トリプシン、キモトリプシンなどを用いた消化を挙げることができる。
N末端修飾タンパク質を切断することにより、該タンパク質が切断された通常は分子量3000以下のペプチドが得られる。
また、N末端修飾タンパク質がそれを構成するアミノ酸としてシステインを含む場合には、予め例えばヨードアセトアミドや4-ビニルピリジンなどにより還元Sアルキル化処理を行った後、前記タンパク質の切断を行うことが実用上好ましい。この還元Sアルキル化処理自体は公知であり、例えば、A Practical Guide to Protein and Peptide Purification for Microsequencing, Second Edition, Academic Press, (1993)等に記載の方法に準じて行うことができる。
【0010】
(2)ペプチドへのカルボン酸無水物またはイソシアネート化合物処理工程
i)カルボン酸無水物〔1〕処理
前記工程で得られるペプチドにpH5以下でカルボン酸無水物〔1〕を作用させることによりN末端が選択的にアシル化されたペプチドが得られる。
カルボン酸無水物〔1〕におけるR1は直鎖または分岐アルキル基であり、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のC1〜6の直鎖または分岐アルキル基を挙げることができ、具体的には、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、吉草酸無水物等を挙げることができる。
【0011】
本工程の反応はpH5以下、好ましくはpH2〜5の範囲、さらに好ましくはpH3〜5の範囲で行われる。
本工程において、通常は前記pHを保持するための緩衝液を溶媒として使用する。該溶媒としては、酢酸水溶液、ぎ酸水溶液、ピリジン−酢酸緩衝液、トリフルオロ酢酸水溶液等の揮発性溶媒が、後処理の簡便さの点で好ましい。通常は、本工程の反応は、ペプチドおよび該溶媒からなる溶解または懸濁液に、カルボン酸無水物〔1〕またはそのテトラヒドロフラン等の溶液を添加することにより行われる。反応は、選択性の点から約10℃以下で、使用する溶媒が凍らない範囲の温度で行うことが好ましい。反応時間は通常、1〜60分程度である。
カルボン酸無水物〔1〕の反応系内の濃度は反応系内の初期濃度として通常、pH5で反応を行う場合には、約10〜30mM程度、pH3.3で反応を行う場合には、約60〜300mM程度である。
本工程において反応後、反応液からペプチドを回収する。例えば、反応液に揮発性の溶媒を用いた場合は、反応液を減圧下に留去すればよい。不揮発性の塩を含む溶媒を用いた場合には、脱塩処理を行った後溶媒を減圧留去すればよい。
本工程の処理を行うことにより、N末端のみが選択的に使用するカルボン酸無水物〔1〕に対応してアシル化されたペプチドを製造することができる。
【0012】
ii)イソシアネート化合物〔2〕処理
N末端修飾タンパク質の切断により得られるペプチドに、pH6以下でイソシアネート化合物〔2〕を作用させることにより、N末端アミノ基が選択的にカルバモイル化されたペプチドが得られる。
イソシアネート化合物〔2〕におけるR2は、置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基である。置換されていてもよいアルキル基としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、よう素原子等のハロゲン原子で置換されていても良いアルキル基を挙げることができ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のC1〜6アルキル基、クロロメチル基、ヨードメチル基、ジブロモメチル基、トリフルオロメチル基、ヨードエチル基等のC1〜6ハロアルキル基を挙げることができる。置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基としては、例えばフェニル基、p−クロロフェニル基、o−ブロモフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基等のハロゲン置換フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等のナフチル基、1−ヨードナフチル基、2−クロロナフチル基等のハロゲン置換ナフチル基、フルオレセイン基、ダンシルアミノフェニル基等の蛍光性の置換基を有するフェニル基等を挙げることができる。置換されていても良いピリジル基としては、例えば2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基等のピリジル基や、2−クロロ−4−ピリジル基、3,5−ジフルオロ−2−ピリジル基等のハロゲン置換ピリジル基を挙げることができる。
イソシアネート化合物〔2〕としては具体的には、フェニルイソシアネート、p−クロロフェニルイソシアネート、1−ナフチルイソシアネート、2−ナフチルイソシアネート、ブチルイソシアネート、エチルイソシアネート、4−ピリジルイソシアネート、3−ピリジルイソシアネート、フルオレセインイソシアナート、ダンシルアミノフェニルイソシアナート等を挙げることができる。
本工程の反応はpH6以下で行われ、好ましくはpH約3〜6の範囲、さらに好ましくはpH約5〜6で行われる。
【0013】
本工程において、通常は前記pHを保持するための緩衝液を溶媒として使用する。該溶媒としては、酢酸水溶液、ぎ酸水溶液、ピリジン−酢酸緩衝液、トリフルオロ酢酸水溶液等の揮発性溶媒が、後処理の簡便さの点で好ましい。通常は、本工程の反応は、ペプチドおよび該溶媒からなる溶解または懸濁液に、イソシアネート化合物〔2〕またはそのテトラヒドロフラン等の溶液を添加することにより行われる。反応は、例えば使用する溶媒が凍らない程度の低温から50℃程度の範囲を挙げることができる。反応時間は通常、1〜60分程度である。
イソシアネート化合物〔2〕の反応系内の濃度は反応系内の初期濃度として通常、pH6で反応を行う場合には、約2〜300mM程度である。
本工程の反応後、反応液からペプチドを回収する。例えば、反応液に揮発性の溶媒を用いた場合は、反応液を減圧下に留去すればよい。不揮発性の塩を含む溶媒を用いた場合には、脱塩処理を行った後溶媒を減圧留去すればよい。
本工程の処理を行うことにより、N末端のみが選択的に、使用するイソシアネート化合物〔2〕に対応してカルバモイル化されたペプチドを製造することができる。
【0014】
(3)タンパク質のアミノ末端由来のペプチドの特定工程
(2)の工程の前におけるペプチドの質量分析及び(2)の工程の後におけるペプチドの質量分析をそれぞれ行い、質量変化していないペプチドを特定することにより、これをN末端修飾タンパク質のN末端に由来するペプチドであるとすることができる。例えば、ペプチドを無水酢酸により処理した場合には、N末端修飾タンパク質のN末端を含むペプチドは該処理により質量変化はしないので、(2)の工程の前後で同じ質量のピークが検出されるのに対し、N末端修飾タンパク質のN末端を含まないペプチドにおいては、該ペプチドのN末端のα-アミノ基がアセチル化されることにより42の質量増加が検出される。また、例えば、イソシアン酸フェニルで処理した場合においては、N末端修飾タンパク質のN末端を含まないペプチドは119の質量増加が検出される。
【0015】
質量分析の方法としては、ペプチドの質量を分析できる方法であればよく、質量分析装置の種類やイオン化法は特に限定されない。例えば、二重収束型の質量分析装置を用いてFABイオン化法にて分析することができる。
(4)該特定されたペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
かくして特定されたタンパク質のN末端由来のペプチドを、例えば、タンデム質量分析に供することにより、そのアミノ酸配列を決めることができる。タンデム質量分析の方法としては、(3)の工程で適用可能な方法を同様に用いることができる。
【0016】
2.N末端未修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法
(a)N末端未修飾タンパク質へのカルボン酸無水物またはイソシアネート化合物処理工程
i)カルボン酸無水物〔1〕処理
N末端未修飾タンパク質にpH5以下でカルボン酸無水物〔1〕を作用させることによりN末端が選択的に使用したカルボン酸無水物〔1〕に対応してアシル化されたタンパク質が得られる。
本工程の処理においては、前記1.(2)i)の工程におけるペプチドに代えて、N末端未修飾タンパク質を用いる以外は1.(2)i)の工程の方法を同様に適用することができる。
【0017】
ii)イソシアネート化合物〔2〕処理
N末端未修飾タンパク質にpH6以下でイソシアネート化合物〔2〕を作用させることによりN末端が選択的に使用したイソシアネート化合物〔2〕に対応してカルバモイル化されたタンパク質が得られる。
本工程の処理においては、前記1.(2) ii)の工程におけるペプチドに代えて、N末端未修飾タンパク質を用いる以外は1.(2) ii)の工程の方法を同様に適用することができる。
また、N末端未修飾タンパク質がそれを構成するアミノ酸としてシステインを含む場合には、予め例えばヨードアセトアミドや4-ビニルピリジンなどにより還元Sアルキル化処理を行った後、前記タンパク質へのカルボン酸無水物〔1〕またはイソシアネート化合物〔2〕処理を行うことが実用上好ましい。この還元Sアルキル化処理も前記したN末端修飾タンパク質に対する処理と同様に行うことができる。
【0018】
(b)(a)の工程の前後におけるタンパク質の切断工程
(a)の工程の原料として用いられるN末端未修飾タンパク質および、(a)の工程により得られたタンパク質をれぞれを化学的または生化学的手段により切断することにより、それぞれのタンパク質が切断された通常は分子量3000以下のペプチドが得られる。
該タンパク質の切断方法については、1.(1)の工程において用いたN末端修飾タンパク質に代えて、(a)の工程の原料として用いられるN末端未修飾タンパク質および、(a)の工程により得られたタンパク質を用いる以外は1.(1)の工程の方法を同様に適用することができる。
【0019】
(c)タンパク質のアミノ末端由来のペプチドの特定工程
(b)の工程で得られる、・(a)の工程の原料として用いられるN末端未修飾タンパク質を切断して得られるペプチドの質量分析および、・(a)の工程により得られたタンパク質を切断して得られるペプチドの質量分析を行い、両者を比較して質量変化が検出されるペプチドを特定することにより、これをタンパク質のN末端に由来するペプチドであると特定することができる。例えば、タンパク質を上記のようにN末端選択的なアセチル化処理した場合は、タンパク質のN末端を含まないペプチドにおいては、処理の前後で質量変化がないのに対し、タンパク質のN末端を含むペプチドにおいては、そのN末端のα-アミノ基のアセチル化により42の質量増加が検出される。また、例えば、イソシアン酸フェニルで処理した場合、タンパク質のN末端を含むペプチドは119の質量増加が検出される。
ペプチドの質量分析の方法としてはペプチドの質量変化が分析できる方法であればよく、質量分析装置の種類やイオン化法は特に限定されない。例えば、二重収束型の質量分析装置を用いてFABイオン化法にて切断ペプチドの質量変化を検出することができる。
【0020】
(d)該特定されたペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
かくして特定されたタンパク質のN末端由来のペプチドを、例えば、タンデム質量分析に供することにより、そのアミノ酸配列を決めることができる。タンデム質量分析の方法としては、(c)の工程で適用可能な方法を同様に用いることができる。
尚、本発明のN末端修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法および、N末端未修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法については、電気泳動によって分離されたタンパク質をゲルに保持させた状態で適用することも可能である。
【0021】
本発明のN末端修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法および、N末端未修飾タンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列決定方法は、多検体の並列処理が可能であり、並列処理した多検体試料については質量分析法にて迅速に測定することができる。さらに、これらの工程は自動化が可能であるため、多検体を迅速に処理することができる。
【0022】
上記に示した方法により、多くのタンパク質のN末端配列を迅速に決定することが可能となり、例えばゲノム配列と対比することにより、開始コドンの確定や翻訳開始シグナルの同定が迅速にできる。
【0023】
さらに、タンパク質一般について、N末端α-アミノ基選択的な修飾処理を施し、該処理前後の質量を質量分析法で分析することにより、処理前後で質量の変化が検出されないタンパク質を元来そのN末端が修飾されているタンパク質であると判定することもでき、例えば、そのN末端アミノ酸配列の解析にあたって適当な方法を事前に選択することができる。
また、タンパク質一般について、上記と同様にN末端α-アミノ基選択的な修飾処理を施し、該処理前後のタンパク質を等電点電気泳動法や二次元電気泳動法で分析することにより、処理前後で等電点の変化が検出されないタンパク質を元来そのN末端が修飾されているタンパク質であると判定することもできる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を参考例および実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
リジンを含有し、かつ、N末端が修飾されていないペプチドとしてダイノルフィンA(アミノ酸配列;YGGFLRRIRPKLKWDNQ、ペプチド研究所製)100pmolを0.1Mピリジン-酢酸(pH6.0)、0.1Mピリジン-酢酸(pH5.0)、0.1%酢酸水溶液(pH3.3)および1%酢酸水溶液(pH2.7)各12μLにそれぞれ溶解し、氷上で1分間インキュベートした後、0.005M〜5Mの無水酢酸/無水テトラヒドロフランを5μL添加し、氷上で5分間インキュベートした。該反応液から溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用試料とした。
質量分析は二重収束型質量分析計(日本電子、型式JMS-HX/HX110A)を用い、FABイオン化法を使用した。上記試料を水・メタノール・酢酸(50・50・1)2μLに溶解し、該試料溶液1μLをグリセロール・チオグリセロール(1・1)1μLと混合して上記分析計に供し、FAB-MSおよびFAB-MS/MS測定を行った。
無水酢酸処理後に原料のダイノルフィンAに比し質量が42増加したピークについてMS/MS分析を行ったところ、N末端α-アミノ基のみがアセチル化されたダイノルフィンAであることが確認できた。
各pHおよび無水酢酸量条件におけるN末端のみアセチル化されたダイノルフィンAの選択率を表1に示す。
【0025】
表1中の記号の説明
N末端のみアセチル化されたダイノルフィンAの選択率
◎:75%超
○:70%超75%以下
△:60%超70%以下
×:60%以下
【0026】
【表1】

Figure 0004524823
【0027】
実施例2
リジンを含有し、かつ、N末端が修飾されていないペプチドとしてダイノルフィンA(アミノ酸配列;YGGFLRRIRPKLKWDNQ、ペプチド研究所製)100pmolを0.1Mピリジン-酢酸(pH6.0)、0.1Mピリジン-酢酸(pH5.0)および0.1%酢酸水溶液(pH3.3)各12μLにそれぞれ溶解し、氷上で1分間インキュベートした後、0.1Mイソシアン酸フェニル/無水テトラヒドロフランを5μL添加し、氷上で5分間インキュベートした。該反応液から溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用試料とした。
質量分析は二重収束型質量分析計(日本電子、型式JMS-HX/HX110A)を用い、FABイオン化法を使用した。上記試料を水・メタノール・酢酸(50・50・1)2μLに溶解し、該試料溶液1μLをグリセロール・チオグリセロール(1・1)1μLと混合して上記分析計に供し、FAB-MSおよびFAB-MS/MS測定を行った。
その結果、使用した全ての溶媒において原料のダイノルフィンAに比し質量が119増加したピークが検出された。MS/MS分析を行ったところ、該ピークがN末端α-アミノ基のみが修飾されたダイノルフィンAであることが確認できた。
【0028】
実施例3
(1) N末端が修飾されたタンパク質であるウマチトクロムc(シグマ社製)200μgを1%炭酸水素アンモニウム溶液200μLに溶解し、1mg/mLキモトリプシン4μLを添加し、37℃で18時間インキュベートした。
(2) 前記キモトリプシン消化物の反応液10μLを減圧濃縮し、残渣に0.1Mピリジン-酢酸(pH 5.0)を24μL添加し、半量をアセチル化用検体として以下の処理を行い、半量をアセチル化しないコントロール用検体として分取した。アセチル化検体は、氷上で1分間インキュベートした後、0.1M無水酢酸/無水テトラヒドロフランを5μL添加し、氷上で5分間インキュベートした。反応後、溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用反応試料とした。別途前記コントロール用検体の溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用コントロール試料とした。
質量分析は実施例1と同じ装置を使用し、各試料を水・メタノール・酢酸(50・50・1)2μLに溶解し、試料溶液1μLをグリセロール・チオグリセロール(1・1)1μLと混合して質量分析計に供し、FAB-MS測定を行った。
図1にアセチル化処理前後の試料のFAB-MSスペクトルを示す。コントロール試料において検出されたウマチトクロムc由来のピークのうちm/z1162.5のピークはアセチル化処理後の試料においても検出されたが、それ以外のピークはアセチル化処理後の試料において検出されず、それぞれ質量が42増加したピークが検出された。従って、m/z1162.5のピークがウマチトクロムcのN末端由来のペプチドと特定できた。このm/z1162.5ピークのFAB-MS/MSスペクトルを取得し、N末端構造をAc-GDVEKGKKIFと決定した。尚、このN末端構造は既に知られているチトクロムcのN末端構造と一致していた。
【0029】
実施例4
実施例3の(1)で得られたキモトリプシン消化物の反応液2μLを減圧濃縮し、残渣に0.1Mピリジン-酢酸(pH 6.0)を24μL添加し、半量をイソシアン酸フェニル処理用検体として以下の処理を行い、半量をイソシアン酸フェニルで処理しないコントロール用検体として分取した。
前記イソシアン酸フェニル処理用検体を氷上で1分間インキュベートした後、これに0.1Mイソシアン酸フェニル/無水テトラヒドロフランを5μL添加し、氷上で5分間インキュベートした。反応後、溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用反応試料とした。別途前記コントロール用検体の溶媒を減圧下に留去し、残渣を質量分析用コントロール試料とした。
質量分析は実施例1と同じ装置を使用し、試料を水・メタノール・酢酸(50・50・1)2μLに溶解し、試料溶液1μLをグリセロール・チオグリセロール(1・1)1μLと混合して質量分析計に供し、FAB-MS測定した。
図2にイソシアン酸フェニル処理前後の試料のFAB-MSスペクトルを示す。コントロール試料において検出されたウマチトクロムc由来のピークのうちm/z1162.5のピークはイソシアン酸フェニル処理後の試料においても検出されたが、それ以外のピークはイソシアン酸フェニル処理後の試料において検出されず、それぞれ質量が119増加したピークが検出された。従って、m/z1162.5のピークがウマチトクロムcのN末端由来のペプチドと同定できた。
【0030】
実施例5
(1) N末端が修飾されていないタンパク質である組換えヒト成長ホルモン(以下、hGHと記す。)200pmolを0.1Mピリジン-酢酸(pH 5.0)12μLに溶解し、氷上で1分間インキュベートした後、0.1M無水酢酸/無水テトラヒドロフランを5μL添加し、氷上で5分間インキュベートした。反応後、溶媒を減圧下に留去した。
(2) (1)で得られたN末端選択的アセチル化処理したhGH200pmolを100mM炭酸水素アンモニウム溶液50μLに溶解し、0.1mg/mLトリプシン5μLを添加し、37℃で18時間インキュベートした。前記トリプシン消化物の反応液を減圧濃縮し、反応試料を調製した。
(3)(1)で得られたN末端選択的アセチル化処理したhGHに代えて、(1)の原料として用いたhGHを用いた以外は(2)と同様の操作を行い、コントロール試料を調製した。
(4) 質量分析は二重収束型質量分析計(日本電子、型式JMS-HX/HX110A)を用い、FABイオン化法を使用した。反応試料、コントロール試料のそれぞれを水・メタノール・酢酸(50・50・1)4μLに溶解し、試料溶液1μLをグリセロール・チオグリセロール(1・1)1μLと混合して質量分析計に供し、FAB-MS測定した。
図3にアセチル化処理前後の試料(処理前:コントロール試料、処理後:反応試料)のFAB-MSスペクトルを示す。コントロール試料において検出されたhGH由来のピークのうちm/z930.4のピークは反応試料において質量が42増加したピークとなって検出された。従って、m/z930.4のピークがhGHのN末端由来のペプチドと特定できた。このm/z930.4ピークのFAB-MS/MSスペクトルを取得し、N末端構造をFPTIPLSRと決定した。尚、該構造は既に知られているhGHのN末端構造と一致した。
【0031】
実施例6
(1) N末端が修飾されていないタンパク質である組換えヒト成長ホルモン(以下、hGHと記す。)を試料として使用して電気泳動ゲル上のタンパク質のN末端の解析を行った。電気泳動はMultiphorIIシステム(ファルマシア)、SDS-PAGE用ゲルExcelGel SDS gradient 8-18(ファルマシア)を用い、hGH試料0.5μgを泳動した。泳動後のゲルはクーマシーブリリアントブルー(以下、CBBと記す。)を水/メタノール/酢酸(40・60・1)で0.1%濃度に調製した溶液で10分間浸して染色し、水/メタノール/酢酸(40・60・1)中で1時間浸して脱色を行った。CBB染色操作後、hGHに相当するバンドを切り出した。
(2) システインの還元アルキル化処理を以下のように行った。ゲルを1.5mLのチューブに入れ、50μLの0.1M炭酸水素アンモニウム溶液と50μLのアセトニトリルを添加して30分浸透した。この操作を3回繰り返した後、10mMジチオスレイトール/0.1M炭酸水素アンモニウム溶液を添加して1時間56℃で保温した。溶液を廃棄した後、55mMヨードアセトアミド/0.1M炭酸水素アンモニウムを添加して室温で45分反応させた。溶液を廃棄した後、50μLの0.1M炭酸水素アンモニウム溶液と50μLのアセトニトリルを添加して30分浸透する操作を3回繰り返し、ゲルに含まれている溶媒を減圧下で留去した。
(3) 前項により得られた二組の還元アルキル化処理したゲルを準備し、一つはイソシアン酸フェニルで処理し、もう一つはイソシアン酸フェニルで処理しないコントロールゲルとした。還元アルキル化処理したゲルに12μLの0.1Mピリジン−酢酸(pH6.0)と5μLの0.1M イソシアン酸フェニル/無水テトラヒドロフランを添加し、氷中で10分反応させた後、減圧下で溶媒を留去することでフェニルイソシアネート処理した。
(4) (3)で得られたイソシアン酸フェニル処理したゲルおよびコントロールゲルに0.1mg/mLのトリプシンを5μLと15μLの0.1M炭酸水素アンモニウムを添加して、37℃で18時間反応させることによってタンパク質を切断した。切断後、ゲルに水/アセトニトリル/ぎ酸(50・50・5)を50μL添加して40分間浸透させ、上清を集める操作を2回繰り返して、切断ペプチドを抽出し、溶媒を減圧下に留去した後、残渣を質量分析に供した。
質量分析は二重収束型質量分析計(日本電子、型式JMS-HX/HX110A)を用い、FABイオン化法を使用した。グリセロール・チオグリセロール(1・1)を水・メタノール・酢酸(50・50・1)で20%に希釈したマトリックスを使用した。試料を水・メタノール・酢酸(50・50・1)1μLに溶解し、試料溶液1μLをマトリックス1μLと混合して質量分析計に供し、FAB-MS測定した。コントロール試料において検出されたhGH由来のピークのうちm/z930.4のピークはイソシアン酸フェニル処理後の試料において質量が119増加したピークが検出された。従って、m/z930.4のピークがhGHのN末端由来のペプチドと特定できた。このm/z930.4ピークのFAB-MS/MSスペクトルを取得し、N末端構造をFPTIPLSRと決定した。尚、この構造は既に知られているhGHのN末端構造と一致した。
【0032】
実施例7
実施例1において無水酢酸に代えて表2に記載のイソシアネート化合物〔2〕を用い、表2に記載した条件とした以外は実施例1と同様に実験を行った。結果を表2に示す。
【0033】
【表2】
Figure 0004524823
*1:シアネート化合物の添加量を添加したシアネート化合物/THF5μL中のシアネート化合物のモル濃度(mM)として表示する。
*2:N末端のみアセチル化されたダイノルフィンAの選択率
◎:75%超
○:70%超75%以下
△:60%超70%以下
×:60%以下
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、タンパク質のN末端アミノ酸配列を効率的に決定する方法を提供できる。また、タンパク質やペプチドのN末端アミノ基を効率的に修飾することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ウマチトクロムcのキモトリプシン消化物について、N末端α-アミノ基選択的アセチル化処理前後の試料の質量スペクトルを対比して示す。上段はアセチル化処理前の試料の質量スペクトルであり、図中の●印をつけたピークがウマチトクロムcのキモトリプシン消化物に由来する。下段はアセチル化処理後の試料の質量スペクトルである。
【図2】ウマチトクロムcのキモトリプシン消化物について、N末端α-アミノ基選択的なイソシアン酸フェニル処理前後の試料の質量スペクトルを対比して示す。上段はイソシアン酸フェニル処理前の試料の質量スペクトルであり、図中の●印をつけたピークがウマチトクロムcのキモトリプシン消化物に由来する。下段はイソシアン酸フェニル処理後の試料の質量スペクトルである。
【図3】N末端α-アミノ基選択的アセチル化処理前後のhGHのトリプシン消化物について、質量スペクトルを対比して示す。上段はアセチル化処理前の試料の質量スペクトルであり、図中の●印をつけたピークがhGHのトリプシン消化物に由来する。下段はアセチル化処理後の試料の質量スペクトルである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining the amino terminal amino acid sequence of a protein and a method for selectively modifying the amino terminal amino group of a protein or peptide.
[0002]
[Prior art]
Determination of the amino acid sequence of a protein is important as a means for confirming and identifying the structure of the protein. In particular, determining the amino acid sequence of the amino terminal portion of a protein is important for obtaining genes encoding useful proteins.
There are two types of naturally occurring proteins, one with a modified amino terminus (hereinafter referred to as the N terminus) and the other with no modification. For example, Edman degradation method is used for N-terminal amino acid sequencing of a protein whose N-terminal is not modified (hereinafter referred to as N-terminal unmodified protein), that is, a protein having no substituent at the N-terminal amino group. Has been. On the other hand, Edman degradation is used to determine the N-terminal amino acid sequence of N-terminal modified proteins (hereinafter referred to as N-terminal modified proteins), that is, proteins in which the hydrogen atom of the terminal amino group is substituted with an acetyl group or the like. Since this is not possible, mass spectrometry or the like is used for that purpose. For example, the amino acid sequence of each peptide can be determined by cleaving the protein with a digestive enzyme or the like and subjecting the resulting peptides to tandem mass spectrometry.
[0003]
In order to determine the N-terminal amino acid sequence of the N-terminal modified protein, it is necessary to identify the peptide derived from the N-terminal of the original protein from the peptides generated by cleaving the protein and determine the amino acid sequence of this peptide There is. As a method for identifying a peptide derived from the N-terminus of an N-terminal modified protein, a peptide generated by cleaving the protein (hereinafter referred to as a cleaved peptide) is treated with a BrCN-activated Sepharose column, and the peptide eluted without being adsorbed is obtained. By collecting the sample (Anal. Biochem., 222, 210-216 (1994)) or by acetylating the cleaved peptide and comparing the elution positions in the reverse phase chromatography of the sample before and after the acetylation treatment, A method for identifying a peptide derived from the N-terminus of a protein (Japanese Patent Laid-Open No. 8-27180) is known. These all have an ε-amino group derived from a lysine residue in addition to the cleaved peptide N-terminal α-amino group. Since the ε-amino group derived from this lysine residue also reacts in the same manner as the reagent etc., in order to specify the peptide derived from the N-terminal of the protein, the ε-amino group of the protein lysine residue is succinylated, for example. It was necessary to modify the N-terminal α-amino group of the cleaved peptide and specify the protein after cleaving it in advance.
[0004]
On the other hand, as a selective modification method of N-terminal α-amino group of protein or cleaved peptide, acetylation method using acetic anhydride in glucagon (Eur. J. Biochem. 60, 335-347, (1975)), cleavage Although a method of using iodoacetic anhydride as a coupling reagent for peptides (Anal. Chem., 65, 1703, (1993); Bioconjugate Chem., 1, 114-122, (1990)) is known, For the selectivity in the method, it was necessary to strictly control the use ratio of the protein or peptide as a substrate and the modifying reagent.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for efficiently determining the amino acid sequence of the N-terminal portion of a protein and a method for selectively modifying the N-terminal amino group of a protein, peptide or the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Under such circumstances, the present inventors have studied a method for determining the N-terminal amino acid sequence of a protein, and as a result, the ε-- within a relatively wide range without strictly controlling the amount of the modifier used for the protein or cleaved peptide. The present inventors have found a method capable of modifying an N-terminal amino group with extremely high selectivity even in the presence of an amino group, and found that the object can be efficiently achieved by applying this method to N-terminal amino acid sequencing of a protein. The present invention has been reached.
That is, the present invention
(1) cleaving a protein having a modified amino terminus by chemical or biochemical means;
(2) The peptide obtained by the process of (1) has a general formula [1] at pH 5 or lower.
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of allowing an isocyanate compound represented by
(3) performing a mass analysis of the peptide before and after the step of (2), comparing both, and specifying a peptide derived from the amino terminus of the protein; and
(4) a method for determining the amino-terminal amino acid sequence of a protein having a modified amino terminus, comprising the step of determining the amino acid sequence of the identified peptide;
(a) a protein having an amino terminal not modified at a pH of 5 or less and represented by the general formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of allowing an isocyanate compound represented by
(b) a step of cleaving each protein before and after the step of (a) by chemical or biochemical means,
(c) performing mass spectrometry of the peptides obtained in the steps of (b), comparing the two and identifying peptides derived from the amino terminus of the protein, and
(d) The present invention relates to a method for determining the amino terminal amino acid sequence of a protein whose amino terminal is not modified, which comprises the step of determining the amino acid sequence of the identified peptide.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, protein refers to a polymer compound composed of polypeptide chains in which α-amino acids are linked by peptide bonds, and usually refers to a molecular weight of 4000 or more. A peptide refers to a peptide in which two or more α-amino acids are linked by peptide bonds, and generally refers to a peptide having 50 or fewer amino acids. The term “modified at the amino terminus” means that at least one hydrogen atom of the amino group at the amino terminus of the protein or peptide is substituted with an acyl group or the like.
[0009]
1. Method for determining amino acid sequence of amino terminal of N-terminal modified protein
(1) N-terminal modified protein cleavage step The cleavage method of the N-terminal modified protein is not particularly limited. For example, A Practical Guide to Protein and Peptide Purification for Microsequencing, Second Edition, Academic Press, (1993) and Methods in Enzymology, 193, 389-412, (1990) and the like, biochemical cleavage methods using digestive enzymes, and the like. Specifically, for example, the chemical cleavage method includes a cleavage method using BrCN, and the biochemical cleavage method using a digestive enzyme includes digestion using trypsin, chymotrypsin, or the like.
By cleaving the N-terminal modified protein, a peptide having a molecular weight of 3000 or less, usually cleaved from the protein, is obtained.
In addition, when the N-terminal modified protein contains cysteine as an amino acid constituting it, it is practical to cleave the protein after performing a reduction S alkylation treatment with, for example, iodoacetamide or 4-vinylpyridine in advance. Above preferred. This reduction S alkylation process itself is known and can be performed according to the method described in, for example, A Practical Guide to Protein and Peptide Purification for Microsequencing, Second Edition, Academic Press, (1993).
[0010]
(2) Treatment with carboxylic acid anhydride or isocyanate compound to peptide i) Carboxylic acid anhydride [1] treatment The peptide obtained in the above step is reacted with carboxylic acid anhydride [1] at a pH of 5 or less to reduce the N-terminus. A selectively acylated peptide is obtained.
R 1 in the carboxylic acid anhydride [1] is a linear or branched alkyl group, preferably a C1-6 linear or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl group. Specific examples include acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, valeric anhydride, and the like.
[0011]
The reaction in this step is carried out at a pH of 5 or less, preferably in the range of pH 2 to 5, more preferably in the range of pH 3 to 5.
In this step, a buffer solution for maintaining the pH is usually used as a solvent. As the solvent, volatile solvents such as an acetic acid aqueous solution, a formic acid aqueous solution, a pyridine-acetic acid buffer solution, and a trifluoroacetic acid aqueous solution are preferable from the viewpoint of ease of post-treatment. Usually, the reaction in this step is performed by adding a solution such as carboxylic acid anhydride [1] or tetrahydrofuran thereof to a solution or suspension composed of the peptide and the solvent. The reaction is preferably carried out at a temperature in the range of about 10 ° C. or lower and the solvent used does not freeze from the viewpoint of selectivity. The reaction time is usually about 1 to 60 minutes.
The concentration of carboxylic acid anhydride [1] in the reaction system is usually about 10 to 30 mM when the reaction is carried out at pH 5 as the initial concentration in the reaction system, and about 3 if the reaction is carried out at pH 3.3. It is about 60-300 mM.
After the reaction in this step, the peptide is recovered from the reaction solution. For example, when a volatile solvent is used for the reaction solution, the reaction solution may be distilled off under reduced pressure. When a solvent containing a non-volatile salt is used, after the desalting treatment, the solvent may be distilled off under reduced pressure.
By carrying out the treatment in this step, it is possible to produce an acylated peptide corresponding to the carboxylic acid anhydride [1] selectively used only at the N-terminus.
[0012]
ii) Isocyanate compound [2] treatment The peptide obtained by cleaving the N-terminal modified protein is allowed to react with the isocyanate compound [2] at pH 6 or lower to obtain a peptide in which the N-terminal amino group is selectively carbamoylated. .
R 2 in the isocyanate compound [2] is an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group. Examples of the alkyl group which may be substituted include an alkyl group which may be substituted with a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Specifically, a methyl group , C1-6 alkyl groups such as ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, and C1-6 haloalkyl groups such as chloromethyl group, iodomethyl group, dibromomethyl group, trifluoromethyl group, iodoethyl group, etc. be able to. Examples of the optionally substituted phenyl group and optionally substituted naphthyl group include halogen-substituted phenyl groups such as phenyl group, p-chlorophenyl group, o-bromophenyl group, 2,4-dichlorophenyl group, 1- A naphthyl group such as a naphthyl group and a 2-naphthyl group, a halogen-substituted naphthyl group such as a 1-iodonaphthyl group and a 2-chloronaphthyl group, a phenyl group having a fluorescent substituent such as a fluorescein group and a dansylaminophenyl group Can be mentioned. Examples of the optionally substituted pyridyl group include pyridyl groups such as 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, and 4-pyridyl group, 2-chloro-4-pyridyl group, and 3,5-difluoro-2-pyridyl. And halogen-substituted pyridyl groups such as a group.
Specific examples of the isocyanate compound [2] include phenyl isocyanate, p-chlorophenyl isocyanate, 1-naphthyl isocyanate, 2-naphthyl isocyanate, butyl isocyanate, ethyl isocyanate, 4-pyridyl isocyanate, 3-pyridyl isocyanate, fluorescein isocyanate, Examples thereof include dansylaminophenyl isocyanate.
The reaction in this step is performed at a pH of 6 or less, preferably in the range of about pH 3 to 6, more preferably about pH 5-6.
[0013]
In this step, a buffer solution for maintaining the pH is usually used as a solvent. As the solvent, volatile solvents such as an acetic acid aqueous solution, a formic acid aqueous solution, a pyridine-acetic acid buffer solution, and a trifluoroacetic acid aqueous solution are preferable from the viewpoint of ease of post-treatment. Usually, the reaction in this step is performed by adding a solution such as an isocyanate compound [2] or tetrahydrofuran thereof to a solution or suspension composed of the peptide and the solvent. Examples of the reaction include a range from a low temperature where the solvent used does not freeze to about 50 ° C. The reaction time is usually about 1 to 60 minutes.
The concentration of the isocyanate compound [2] in the reaction system is usually about 2 to 300 mM when the reaction is carried out at pH 6 as the initial concentration in the reaction system.
After the reaction in this step, the peptide is recovered from the reaction solution. For example, when a volatile solvent is used for the reaction solution, the reaction solution may be distilled off under reduced pressure. When a solvent containing a non-volatile salt is used, after the desalting treatment, the solvent may be distilled off under reduced pressure.
By carrying out the treatment in this step, it is possible to produce a peptide in which only the N-terminus is selectively carbamoylated corresponding to the isocyanate compound [2] to be used.
[0014]
(3) Identification of peptides derived from the amino terminus of proteins
The mass analysis of the peptide before the step (2) and the mass analysis of the peptide after the step (2) are performed, and the peptide whose mass has not changed is specified. It can be said that it is a peptide derived from. For example, when the peptide is treated with acetic anhydride, the peptide containing the N-terminus of the N-terminal modified protein does not change in mass due to the treatment, so the same mass peak is detected before and after step (2). In contrast, in a peptide that does not include the N-terminus of the N-terminal modified protein, a mass increase of 42 is detected by acetylation of the α-amino group at the N-terminus of the peptide. In addition, for example, when treated with phenyl isocyanate, a mass increase of 119 is detected for peptides that do not include the N-terminus of the N-terminal modified protein.
[0015]
As a method of mass spectrometry, any method capable of analyzing the mass of a peptide may be used, and the type of mass spectrometer and the ionization method are not particularly limited. For example, it can be analyzed by the FAB ionization method using a double-focusing mass spectrometer.
(4) Step of determining the amino acid sequence of the identified peptide The peptide derived from the N-terminus of the protein thus identified can be determined, for example, by subjecting the peptide to tandem mass spectrometry. As a method for tandem mass spectrometry, a method applicable in the step (3) can be similarly used.
[0016]
2. Method for determining amino-terminal amino acid sequence of N-terminal unmodified protein
(a) Carboxylic anhydride or isocyanate compound treatment step to N-terminal unmodified protein i) Carboxylic acid anhydride [1] By allowing carboxylic acid anhydride [1] to act on N-terminal unmodified protein at pH 5 or lower A protein acylated corresponding to the carboxylic acid anhydride [1] selectively used at the N-terminus is obtained.
In the process of this step, the above 1. (2) In place of the peptide in step i), except that an N-terminal unmodified protein is used, (2) The method of step i) can be similarly applied.
[0017]
ii) Isocyanate compound [2] treated N-terminal unmodified protein is allowed to react with isocyanate compound [2] at a pH of 6 or less to produce a carbamoylated protein corresponding to isocyanate compound [2] selectively used at the N-terminus. can get.
In the process of this step, the above 1. (2) 1. An N-terminal unmodified protein is used instead of the peptide in step ii). (2) The method of step ii) can be applied in the same manner.
In addition, when the N-terminal unmodified protein contains cysteine as an amino acid constituting the protein, after carrying out a reduction S alkylation treatment with, for example, iodoacetamide or 4-vinylpyridine in advance, the carboxylic acid anhydride to the protein It is practically preferable to carry out the treatment [1] or the isocyanate compound [2]. This reduction S alkylation treatment can also be performed in the same manner as the treatment for the N-terminal modified protein.
[0018]
(b) Protein cleavage step before and after step (a)
By cleaving each of the N-terminal unmodified protein used as a raw material in the step (a) and the protein obtained in the step (a) by chemical or biochemical means, each protein is cleaved. In general, a peptide having a molecular weight of 3000 or less is obtained.
Regarding the method for cleaving the protein, Instead of the N-terminal modified protein used in the step (1), an N-terminal unmodified protein used as a raw material in the step (a) and a protein obtained in the step (a) are used. The method of the step (1) can be applied similarly.
[0019]
(c) Identifying peptide derived from amino terminus of protein
obtained in the step (b), mass spectrometry of the peptide obtained by cleaving the N-terminal unmodified protein used as a raw material in the step (a), and cleaving the protein obtained in the step (a) Then, mass analysis of the obtained peptide is performed, and by comparing the two and specifying a peptide in which a mass change is detected, this can be specified as a peptide derived from the N-terminus of the protein. For example, when a protein is subjected to N-terminal selective acetylation treatment as described above, there is no change in mass before and after treatment in a peptide that does not include the N-terminus of the protein, whereas a peptide that includes the N-terminus of the protein , A mass increase of 42 is detected by acetylation of the N-terminal α-amino group. Also, for example, when treated with phenyl isocyanate, 119 mass gain is detected for peptides containing the N-terminus of the protein.
The method for mass spectrometry of the peptide is not particularly limited as long as it is a method capable of analyzing the mass change of the peptide, and the type of the mass spectrometer and the ionization method are not particularly limited. For example, the mass change of the cleaved peptide can be detected by FAB ionization using a double-focusing mass spectrometer.
[0020]
(d) Step of determining the amino acid sequence of the specified peptide The peptide derived from the N-terminus of the protein thus specified can be determined by subjecting the peptide to, for example, tandem mass spectrometry. As a method for tandem mass spectrometry, a method applicable in the step (c) can be similarly used.
The amino-terminal amino acid sequence determination method of the N-terminal modified protein of the present invention and the amino-terminal amino acid sequence determination method of the N-terminal unmodified protein are in a state where the protein separated by electrophoresis is held in a gel. It is also possible to apply.
[0021]
The amino-terminal amino acid sequence determination method of the N-terminal modified protein of the present invention and the amino-terminal amino acid sequence determination method of the N-terminal unmodified protein are capable of parallel processing of multiple samples. It can be measured quickly by mass spectrometry. Furthermore, since these steps can be automated, multiple samples can be processed quickly.
[0022]
By the method described above, it becomes possible to quickly determine the N-terminal sequences of many proteins. For example, by comparing with the genomic sequence, it is possible to quickly determine the start codon and identify the translation initiation signal.
[0023]
Furthermore, by subjecting proteins in general to N-terminal α-amino group-selective modification treatment and analyzing the mass before and after the treatment by mass spectrometry, a protein whose mass change is not detected before and after the treatment is originally N It can also be determined that the terminal is a modified protein. For example, an appropriate method can be selected in advance for analyzing the N-terminal amino acid sequence.
In addition, for proteins in general, N-terminal α-amino group selective modification treatment is performed in the same manner as described above, and the proteins before and after the treatment are analyzed by isoelectric focusing or two-dimensional electrophoresis. It is also possible to determine that a protein in which no change in isoelectric point is detected is a protein whose N-terminus is originally modified.
[0024]
【Example】
Hereinafter, although a reference example and an example explain the present invention still in detail, the present invention is not limited to these.
Example 1
100 pmol of dynorphin A (amino acid sequence; YGGFLRRIRPKLKWDNQ, manufactured by Peptide Institute, Inc.) as a peptide containing lysine and not modified at the N-terminus is added with 0.1 M pyridine-acetic acid (pH 6.0), 0.1 M pyridine-acetic acid (pH 5) 0.0), 0.1% acetic acid aqueous solution (pH 3.3) and 1% acetic acid aqueous solution (pH 2.7), each dissolved in 12 μL, incubated on ice for 1 minute, and then 5 μL of 0.005 M to 5 M acetic anhydride / tetrahydrofuran Added and incubated on ice for 5 minutes. The solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure, and the residue was used as a sample for mass spectrometry.
For mass spectrometry, a double-focusing mass spectrometer (JEOL, model JMS-HX / HX110A) was used, and the FAB ionization method was used. Dissolve the above sample in 2 μL of water / methanol / acetic acid (50/50/1), mix 1 μL of the sample solution with 1 μL of glycerol / thioglycerol (1.1), and use it for the above analyzer. FAB-MS and FAB -MS / MS measurement was performed.
When MS / MS analysis was performed on the peak having a mass increased by 42 compared to the raw material dynorphin A after acetic anhydride treatment, it was confirmed that only the N-terminal α-amino group was acetylated dynorphin A. .
Table 1 shows the selectivity of dynorphin A acetylated only at the N-terminus under each pH and acetic anhydride amount condition.
[0025]
Explanation of symbols in Table 1 Selectivity of dynorphin A acetylated only at the N-terminal A: over 75% B: over 70% over 75% Δ: over 60% over 70% x: up to 60%
[Table 1]
Figure 0004524823
[0027]
Example 2
100 pmol of dynorphin A (amino acid sequence; YGGFLRRIRPKLKWDNQ, manufactured by Peptide Institute, Inc.) as a peptide containing lysine and not modified at the N-terminus is added with 0.1 M pyridine-acetic acid (pH 6.0), 0.1 M pyridine-acetic acid (pH 5) 0.0) and 0.1% acetic acid aqueous solution (pH 3.3), each dissolved in 12 μL, and incubated on ice for 1 minute. Then, 5 μL of 0.1 M phenyl isocyanate / anhydrous tetrahydrofuran was added and incubated on ice for 5 minutes. The solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure, and the residue was used as a sample for mass spectrometry.
For mass spectrometry, a double-focusing mass spectrometer (JEOL, model JMS-HX / HX110A) was used, and the FAB ionization method was used. Dissolve the above sample in 2 μL of water / methanol / acetic acid (50/50/1), mix 1 μL of the sample solution with 1 μL of glycerol / thioglycerol (1.1), and use it for the above analyzer. FAB-MS and FAB -MS / MS measurement was performed.
As a result, a peak having a mass increase of 119 compared to the raw material dynorphin A was detected in all the solvents used. When MS / MS analysis was performed, it was confirmed that the peak was dynorphin A in which only the N-terminal α-amino group was modified.
[0028]
Example 3
(1) 200 μg of horse cytochrome c (manufactured by Sigma), which is a protein modified at the N-terminus, was dissolved in 200 μL of a 1% ammonium hydrogen carbonate solution, 4 μL of 1 mg / mL chymotrypsin was added, and incubated at 37 ° C. for 18 hours.
(2) Concentrate 10 µL of the chymotrypsin digested reaction solution under reduced pressure, add 24 µL of 0.1M pyridine-acetic acid (pH 5.0) to the residue, and perform the following treatment using half of the sample for acetylation. The sample was collected as a control sample. The acetylated specimen was incubated on ice for 1 minute, and then 5 μL of 0.1M acetic anhydride / tetrahydrofuran was added and incubated on ice for 5 minutes. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was used as a reaction sample for mass spectrometry. Separately, the solvent of the control sample was distilled off under reduced pressure, and the residue was used as a control sample for mass spectrometry.
For mass spectrometry, the same apparatus as in Example 1 was used. Each sample was dissolved in 2 μL of water, methanol, and acetic acid (50, 50, 1), and 1 μL of the sample solution was mixed with 1 μL of glycerol / thioglycerol (1.1). And subjected to FAB-MS measurement.
FIG. 1 shows FAB-MS spectra of the sample before and after acetylation treatment. Among the peaks derived from horse cytochrome c detected in the control sample, the peak at m / z 1162.5 was also detected in the sample after acetylation treatment, but the other peaks were not detected in the sample after acetylation treatment. Each peak increased by 42. Therefore, the peak at m / z 1162.5 could be identified as a peptide derived from the N-terminus of equine cytochrome c. A FAB-MS / MS spectrum of this m / z 1162.5 peak was obtained, and the N-terminal structure was determined to be Ac-GDVEKGKKIF. This N-terminal structure was consistent with the known N-terminal structure of cytochrome c.
[0029]
Example 4
2 μL of the reaction solution of the chymotrypsin digest obtained in (3) of Example 3 was concentrated under reduced pressure, 24 μL of 0.1M pyridine-acetic acid (pH 6.0) was added to the residue, and half of the sample was treated with phenyl isocyanate as follows. Treatment was performed, and half of the sample was collected as a control sample not treated with phenyl isocyanate.
The phenyl isocyanate-treated specimen was incubated for 1 minute on ice, and then 5 μL of 0.1 M phenyl isocyanate / anhydrous tetrahydrofuran was added thereto, and incubated for 5 minutes on ice. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was used as a reaction sample for mass spectrometry. Separately, the solvent of the control sample was distilled off under reduced pressure, and the residue was used as a control sample for mass spectrometry.
For mass spectrometry, the same apparatus as in Example 1 was used. The sample was dissolved in 2 μL of water, methanol, and acetic acid (50, 50, 1), and 1 μL of the sample solution was mixed with 1 μL of glycerol and thioglycerol (1.1). It used for the mass spectrometer and measured FAB-MS.
FIG. 2 shows FAB-MS spectra of the sample before and after the phenyl isocyanate treatment. Among the peaks derived from horse cytochrome c detected in the control sample, the peak at m / z 1162.5 was also detected in the sample after phenyl isocyanate treatment, but the other peaks were detected in the sample after phenyl isocyanate treatment. In each case, peaks with a mass increase of 119 were detected. Therefore, the peak at m / z 1162.5 could be identified as a peptide derived from the N-terminus of equine cytochrome c.
[0030]
Example 5
(1) 200 pmol of recombinant human growth hormone (hereinafter referred to as “hGH”), a protein whose N-terminal is not modified, is dissolved in 12 μL of 0.1M pyridine-acetic acid (pH 5.0), and incubated on ice for 1 minute. 5 μL of 0.1M acetic anhydride / tetrahydrofuran was added and incubated on ice for 5 minutes. After the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure.
(2) The N-terminal selective acetylated hGH200pmol obtained in (1) was dissolved in 50 mM of 100 mM ammonium bicarbonate solution, 5 mg of 0.1 mg / mL trypsin was added and incubated at 37 ° C. for 18 hours. The reaction solution of the trypsin digest was concentrated under reduced pressure to prepare a reaction sample.
(3) Perform the same operation as in (2) except that hGH used as a raw material in (1) was used instead of the N-terminal selective acetylated hGH obtained in (1). Prepared.
(4) Mass spectrometry was performed using a FAB ionization method using a double-focusing mass spectrometer (JEOL, model JMS-HX / HX110A). Each of the reaction sample and the control sample is dissolved in 4 μL of water, methanol, and acetic acid (50, 50, 1), 1 μL of the sample solution is mixed with 1 μL of glycerol and thioglycerol (1.1), and used for the mass spectrometer. -MS measurement.
FIG. 3 shows FAB-MS spectra of samples before and after acetylation treatment (before treatment: control sample, after treatment: reaction sample). Among the peaks derived from hGH detected in the control sample, the peak at m / z 930.4 was detected as a peak having an increased mass of 42 in the reaction sample. Therefore, the peak at m / z 930.4 could be identified as a peptide derived from the N-terminus of hGH. A FAB-MS / MS spectrum of this m / z 930.4 peak was obtained, and the N-terminal structure was determined to be FPTIPLSR. The structure coincided with the known N-terminal structure of hGH.
[0031]
Example 6
(1) Recombinant human growth hormone (hereinafter referred to as hGH), which is a protein whose N-terminus is not modified, was used as a sample to analyze the N-terminus of the protein on the electrophoresis gel. Electrophoresis was performed using a Multiphor II system (Pharmacia) and SDS-PAGE gel ExcelGel SDS gradient 8-18 (Pharmacia), and 0.5 μg of hGH sample was run. The gel after electrophoresis was stained by immersing Coomassie Brilliant Blue (hereinafter referred to as CBB) in water / methanol / acetic acid (40 · 60 · 1) to a concentration of 0.1% for 10 minutes, and water / methanol / Decolorization was performed by immersing in acetic acid (40, 60, 1) for 1 hour. After the CBB staining operation, a band corresponding to hGH was cut out.
(2) Reductive alkylation treatment of cysteine was performed as follows. The gel was placed in a 1.5 mL tube, 50 μL of 0.1 M ammonium hydrogen carbonate solution and 50 μL of acetonitrile were added and permeated for 30 minutes. After this operation was repeated three times, 10 mM dithiothreitol / 0.1 M ammonium hydrogen carbonate solution was added, and the mixture was kept at 56 ° C. for 1 hour. After discarding the solution, 55 mM iodoacetamide / 0.1 M ammonium hydrogen carbonate was added and reacted at room temperature for 45 minutes. After discarding the solution, the operation of adding 50 μL of 0.1 M ammonium bicarbonate solution and 50 μL of acetonitrile and infiltrating for 30 minutes was repeated three times, and the solvent contained in the gel was distilled off under reduced pressure.
(3) Two sets of reductive alkylation-treated gels obtained in the previous section were prepared. One was treated with phenyl isocyanate and the other was a control gel not treated with phenyl isocyanate. 12 μL of 0.1 M pyridine-acetic acid (pH 6.0) and 5 μL of 0.1 M phenyl isocyanate / anhydrous tetrahydrofuran were added to the gel subjected to reductive alkylation treatment, reacted for 10 minutes in ice, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. By leaving, it was treated with phenyl isocyanate.
(4) By adding 5 μL of 0.1 mg / mL trypsin and 15 μL of 0.1 M ammonium hydrogen carbonate to the phenyl isocyanate-treated gel and control gel obtained in (3) and reacting at 37 ° C. for 18 hours. The protein was cleaved. After cleaving, 50 μL of water / acetonitrile / formic acid (50, 50, 5) is added to the gel and allowed to permeate for 40 minutes, and the supernatant is collected twice to extract the cleaved peptide and the solvent under reduced pressure. After evaporation, the residue was subjected to mass spectrometry.
For mass spectrometry, a double-focusing mass spectrometer (JEOL, model JMS-HX / HX110A) was used, and the FAB ionization method was used. A matrix obtained by diluting glycerol / thioglycerol (1.1) with water / methanol / acetic acid (50/50/1) to 20% was used. The sample was dissolved in 1 μL of water, methanol, and acetic acid (50, 50, 1), 1 μL of the sample solution was mixed with 1 μL of the matrix, and the mass spectrometer was used for FAB-MS measurement. Among the peaks derived from hGH detected in the control sample, the peak at m / z 930.4 was detected with a mass increased by 119 in the sample after phenyl isocyanate treatment. Therefore, the peak at m / z 930.4 could be identified as a peptide derived from the N-terminus of hGH. A FAB-MS / MS spectrum of this m / z 930.4 peak was obtained, and the N-terminal structure was determined to be FPTIPLSR. This structure was consistent with the known N-terminal structure of hGH.
[0032]
Example 7
The experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the isocyanate compound [2] shown in Table 2 was used instead of acetic anhydride in Example 1 and the conditions shown in Table 2 were used. The results are shown in Table 2.
[0033]
[Table 2]
Figure 0004524823
* 1: The amount of cyanate compound added is expressed as the molar concentration (mM) of the cyanate compound in 5 μL of the added cyanate compound / THF.
* 2: Selectivity of dynorphin A acetylated only at the N-terminal ◎: over 75% ○: over 70% over 75% Δ: over 60% over 70% x: up to 60%
【The invention's effect】
The present invention can provide a method for efficiently determining the N-terminal amino acid sequence of a protein. It also becomes possible to efficiently modify the N-terminal amino group of proteins and peptides.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a comparison of mass spectra of samples before and after N-terminal α-amino group selective acetylation of a chymotrypsin digest of horse cytochrome c. The upper row is the mass spectrum of the sample before acetylation treatment, and the peak marked with ● in the figure is derived from a chymotrypsin digest of horse cytochrome c. The lower row is the mass spectrum of the sample after acetylation treatment.
FIG. 2 shows a comparison of mass spectra of samples before and after N-terminal α-amino group-selective phenyl isocyanate treatment for a chymotrypsin digest of horse cytochrome c. The upper row is the mass spectrum of the sample before the treatment with phenyl isocyanate, and the peak marked with ● is derived from the chymotrypsin digest of horse cytochrome c. The lower row is the mass spectrum of the sample after treatment with phenyl isocyanate.
FIG. 3 shows a comparison of mass spectra of tryptic digests of hGH before and after N-terminal α-amino group selective acetylation. The upper row is the mass spectrum of the sample before acetylation treatment, and the peak marked with ● in the figure is derived from the digested product of hGH trypsin. The lower row is the mass spectrum of the sample after acetylation treatment.

Claims (10)

(1)リジン残基を含有し、且つ、リジン残基のε-アミノ基が予め保護されていない状態である、アミノ末端が修飾されたタンパク質を化学的または生化学的手段により切断する工程、
(2)(1)の工程で得られるペプチドのアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、
(3)(2)の工程の前後におけるペプチドの質量分析を行い、両者を比較して質量変化がないピークと質量増加をしたピークとを見出し、質量変化がないピークをタンパク質のアミノ末端由来のペプチドに基づくピークとして特定する工程、および
(4)該特定されたピークに対応するペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されたタンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列の決定方法。
(1) a step of cleaving a protein having a modified amino terminus by chemical or biochemical means, which contains a lysine residue and the ε-amino group of the lysine residue is not protected in advance ;
(2) The amino terminal α- amino group of the amino groups of the peptide obtained in the process of (1) is selectively reduced to pH 5 or less and represented by the general formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of allowing an isocyanate compound represented by
(3) Perform mass analysis of the peptide before and after the step of (2), compare the two to find a peak without mass change and a peak with increased mass, and identify a peak without mass change from the amino terminus of the protein. Identifying as a peptide-based peak; and
(4) A method for determining the amino terminal amino acid sequence of a protein having a modified amino terminal, comprising the step of determining the amino acid sequence of a peptide corresponding to the identified peak.
(1)アミノ末端が修飾されていないタンパク質のアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、
(2)(1)の工程の前後におけるタンパク質それぞれを化学的または生化学的手段により切断する工程、
(3)(2)の工程で得られるペプチドの質量分析をそれぞれ行い、両者を比較して質量変化がないピークと質量増加をしたピークとを見出し、質量変化がないピークをタンパク質のアミノ末端由来のペプチドに基づくピークとして特定する工程、および
(4)該特定されたピークに対応するペプチドのアミノ酸配列を決定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されていないタンパク質のアミノ末端のアミノ酸配列の決定方法。
(1) The amino terminal α- amino group of the amino groups of proteins whose amino terminal is not modified is selectively expressed by the general formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of allowing an isocyanate compound represented by
(2) a step of cleaving each protein before and after the step of (1) by chemical or biochemical means,
(3) Mass spectrometry of the peptide obtained in the process of (2) is performed, and both are compared to find a peak without mass change and a peak with increased mass. The peak without mass change is derived from the amino terminus of the protein. Identifying as a peptide-based peak of
(4) A method for determining the amino terminal amino acid sequence of a protein whose amino terminal is not modified, comprising a step of determining an amino acid sequence of a peptide corresponding to the identified peak.
(1)リジン残基を含有し、且つ、リジン残基のε-アミノ基が予め保護されていない状態である、アミノ末端が修飾されたタンパク質を化学的または生化学的手段により切断する工程、
(2)(1)の工程で得られるペプチドのアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、および
(3)(2)の工程の前後におけるペプチドの質量分析を行い、両者を比較して質量変化がないピークと質量増加をしたピークとを見出し、質量変化がないピークをタンパク質のアミノ末端由来のペプチドに対応するピークとして特定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されたタンパク質のアミノ末端由来のペプチドの特定方法。
(1) a step of cleaving a protein having a modified amino terminus by chemical or biochemical means, which contains a lysine residue and the ε-amino group of the lysine residue is not protected in advance ;
(2) The amino terminal α- amino group of the amino groups of the peptide obtained in the process of (1) is selectively reduced to pH 5 or less and represented by the general formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of reacting an isocyanate compound represented by:
(3) Perform mass analysis of the peptide before and after the step of (2), compare the two to find a peak without mass change and a peak with increased mass, and identify a peak without mass change from the amino terminus of the protein. A method for identifying a peptide derived from the amino terminus of a protein having a modified amino terminus, comprising the step of identifying the peak corresponding to the peptide.
(1)アミノ末端が修飾されていないタンパク質のアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させるか、pH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させる工程、
(2)(1)の工程の前後におけるタンパク質それぞれを化学的または生化学的手段により切断する工程、および
(3)(2)の工程で得られるペプチドの質量分析をそれぞれ行い、両者を比較して質量変化がないピークと質量増加をしたピークとを見出し、質量変化がないピークをタンパク質のアミノ末端由来のペプチドに基づくピークとして特定する工程
を含むことを特徴とするアミノ末端が修飾されていないタンパク質のアミノ末端由来のペプチドの特定方法。
(1) The amino terminal α- amino group of the amino groups of proteins whose amino terminal is not modified is selectively expressed by the general formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
Or a general formula [2] at pH 6 or lower
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A step of allowing an isocyanate compound represented by
(2) a step of cleaving each of the proteins before and after the step of (1) by chemical or biochemical means, and
(3) Mass spectrometry of the peptide obtained in the process of (2) is performed, and both are compared to find a peak without mass change and a peak with increased mass. The peak without mass change is derived from the amino terminus of the protein. A method for identifying a peptide derived from the amino terminus of a protein whose amino terminus is not modified, comprising a step of identifying the peptide as a peak based on the peptide.
(1)の工程に先立ち、リジン残基を含有し、且つ、リジン残基のε-アミノ基が予め保護されていない状態である、アミノ末端が修飾されたタンパク質に還元Sアルキル化を行う請求項1または3に記載の方法。Prior to the step (1), reductive S-alkylation is performed on a protein having a modified amino terminus, which contains a lysine residue and the ε-amino group of the lysine residue is not protected in advance. Item 4. The method according to Item 1 or 3. (1)の工程に先立ちアミノ末端が修飾されていないタンパク質に還元Sアルキル化を行う請求項2または4に記載の方法。The method according to claim 2 or 4, wherein reductive S-alkylation is performed on a protein whose amino terminus is not modified prior to the step (1). リジン残基を含有し、且つ、リジン残基のε-アミノ基が予め保護されていない状態である、タンパク質またはペプチドのアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH5以下で一般式〔1〕
(R1CO)2O 〔1〕
(式中、R1はアルキル基を表わす。)
で示されるカルボン酸無水物を作用させることを特徴とするタンパク質またはペプチドのアミノ末端α−アミノ基のアシル化方法。
The amino terminal α- amino group of the amino group of a protein or peptide, which contains a lysine residue and the ε-amino group of the lysine residue is not protected in advance, is generally selected at a pH of 5 or less. Formula [1]
(R 1 CO) 2 O [1]
(In the formula, R 1 represents an alkyl group.)
A method for acylating an amino-terminal α-amino group of a protein or peptide, which comprises reacting the carboxylic acid anhydride represented by
リジン残基を含有し、且つ、リジン残基のε-アミノ基が予め保護されていない状態である、タンパク質またはペプチドのアミノ基のうちのアミノ末端α-アミノ基を選択的にpH6以下で一般式〔2〕
2NCO 〔2〕
(式中、R2は置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、置換されていてもよいナフチル基または置換されていてもよいピリジル基を表わす。)
で示されるイソシアネート化合物を作用させることを特徴とするタンパク質またはペプチドのアミノ末端α−アミノ基のカルバモイル化方法。
The amino terminal α- amino group of the amino group of a protein or peptide, which contains a lysine residue and the ε-amino group of the lysine residue is not protected in advance, is generally selected at a pH of 6 or less. Formula [2]
R 2 NCO [2]
(Wherein R 2 represents an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, or an optionally substituted pyridyl group.)
A method for carbamoylation of an amino-terminal α-amino group of a protein or peptide, which comprises reacting the isocyanate compound represented by the formula:
カルボン酸無水物〔1〕のR1がC1−6アルキル基である請求項1〜7のいずれかに記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 7, wherein R 1 of the carboxylic acid anhydride [1] is a C 1-6 alkyl group. イソシアネート化合物〔2〕のR2がフェニル基またはC1−6アルキル基である請求項1〜6または8のいずれかに記載の方法。The method according to claim 1, wherein R 2 of the isocyanate compound [2] is a phenyl group or a C 1-6 alkyl group.
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