JPH08145948A - Mass spectrometry for reducible oligosaccharide - Google Patents

Mass spectrometry for reducible oligosaccharide

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JPH08145948A
JPH08145948A JP28204594A JP28204594A JPH08145948A JP H08145948 A JPH08145948 A JP H08145948A JP 28204594 A JP28204594 A JP 28204594A JP 28204594 A JP28204594 A JP 28204594A JP H08145948 A JPH08145948 A JP H08145948A
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JP
Japan
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oligosaccharide
reducing
aminophenyl
reducible
mass
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JP28204594A
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Masahiko Okamoto
昌彦 岡本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To effectively analyze the structure of reducible oligosaccharide by ionizing the oligosaccharide obtained by operating trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt at the reducing end of the oligosaccharide. CONSTITUTION: Oligosaccharide is obtained by reacting a large excess amount, preferably about 25 to 30 times of molar amount of trimethyl (p-aminophenyl) ammonium, chloride, etc., in normal solvent with reducible oligosaccharide. As the solvent, mixture liquid of organic acid such as acetic acid, etc., with water is, for example, used. The obtained oligosaccharide is ionized by a specific ionizing method, generated molecular ions and many fragment ions are separated according to the mass number/charge number (m/z), the strength of the ions are recorded, and the structure of the reducible oligosaccharide is more effectively analyzed from the information obtained from the mass spectra aligned in the order of the m/z.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、還元性オリゴ糖の質量
分析法およびその利用に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a mass spectrometric method for reducing oligosaccharides and its use.

【0002】[0002]

【従来の技術】還元性オリゴ糖とは、重合度(DP)2
から数10程度までの糖であって、その末端に位置する
構成単糖のアノマー炭素原子が置換を受けていない糖
(したがって、アルカリ溶液で還元性を有する)をい
う。このような還元性オリゴ糖が有する構造は、極めて
多様でかつ複雑である。近年、糖鎖関連化合物が有する
糖鎖が、生体の分化、増殖、受精、免疫や細胞、ウィル
ス、細菌等との相互作用に関与することが明らかになっ
てきており、この糖鎖を医薬品として利用しようという
研究が盛んになってきている。これは、糖鎖における多
様性な構造が種々の生理作用、機能と深く関連するため
であり、このため、その糖鎖の構造を明らかにすること
は極めて重要である。そこで最近では、質量分析法を利
用することによって還元性オリゴ糖を高感度で分析する
方法が用いられるようになってきた。
2. Description of the Related Art Reducing oligosaccharides have a degree of polymerization (DP) of 2
To about several tens of sugars, and the anomeric carbon atom of the constituent monosaccharide located at the end thereof is not substituted (hence, it has a reducing property in an alkaline solution). The structures of such reducing oligosaccharides are extremely diverse and complicated. In recent years, it has been revealed that sugar chains of sugar chain-related compounds are involved in differentiation, proliferation, fertilization of living organisms, immunity, and interactions with cells, viruses, bacteria, etc. Research to use it is becoming popular. This is because the diverse structures of sugar chains are deeply related to various physiological actions and functions, and therefore it is extremely important to clarify the structures of the sugar chains. Therefore, recently, a method for analyzing reducing oligosaccharides with high sensitivity by using mass spectrometry has been used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これまでに開発された
還元性オリゴ糖の質量分析法としては、例えば、還元性
オリゴ糖をメチル誘導体、アセチル誘導体、2−アミノ
ピリジン(PA)誘導体等の各種誘導体に導いた後、高
速原子衝撃イオン化(FAB)法でイオン化することに
よって質量分析する手法が知られているが、多様でかつ
複雑な構造を有する還元性オリゴ糖を分析するには、こ
れらの最新の方法においても未だ感度的に十分でなく、
また得られる構造に関する有益な情報が少ない等の点で
必ずしも満足できるものではなかった。
The mass spectrometry of reducing oligosaccharides developed so far includes various reducing oligosaccharides such as methyl derivatives, acetyl derivatives, and 2-aminopyridine (PA) derivatives. A method of conducting mass spectrometry by introducing the derivative into a derivative and then ionizing it by the fast atom bombardment ionization (FAB) method is known, but in order to analyze reducing oligosaccharides having various and complicated structures, these are analyzed. Even the latest method is not enough in sensitivity,
Moreover, it was not always satisfactory in that there was little useful information on the obtained structure.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このような状況下、本発
明者らは鋭意検討を行った結果、微量な試料の場合にお
いても、還元性オリゴ糖の還元末端にある種の試薬を作
用させて得られうるオリゴ糖を特定なイオン化法によっ
てイオン化し、該イオン化により生成する分子イオン及
び多数のフラグメントイオンを質量数/電荷数(m/
z)に従って分離し、各イオンの強度を記録してm/z
の順序に並べた質量スペクトルから有益な情報が得られ
ることを見い出し、該情報から還元性オリゴ糖の構造を
より確実に解析することができることを見い出し、本発
明を完成した。すなわち、本発明は、還元性オリゴ糖の
還元末端にトリアルキル(p−アミノフェニル)アンモ
ニウム塩を作用させて得られうるオリゴ糖を大気圧イオ
ン化法によってイオン化する工程を含むことを特徴とす
る還元性オリゴ糖の質量分析法(以下、本発明質量分析
法と記す。)、さらに該質量分析法による質量スペクト
ルの情報から還元性オリゴ糖の構造を解析することを特
徴とする還元性オリゴ糖の分析方法を提供するものであ
る。
Under these circumstances, the inventors of the present invention have conducted diligent studies, and as a result, even in the case of a small amount of sample, a certain reagent was made to act on the reducing end of the reducing oligosaccharide. The resulting oligosaccharide is ionized by a specific ionization method, and the molecular ion and a large number of fragment ions produced by the ionization are mass number / charge number (m /
z), the intensity of each ion is recorded and m / z
The inventors have found that useful information can be obtained from the mass spectra arranged in the order of, and have found that the structure of the reducing oligosaccharide can be analyzed more reliably from the information, and have completed the present invention. That is, the present invention is characterized by including a step of ionizing an oligosaccharide obtainable by causing a trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt to act on the reducing end of a reducing oligosaccharide by an atmospheric pressure ionization method. Mass spectrometry of the reducing oligosaccharide (hereinafter referred to as the mass spectrometry of the present invention), and further, the structure of the reducing oligosaccharide characterized by analyzing the structure of the reducing oligosaccharide from the information of the mass spectrum by the mass spectrometry. It provides an analytical method.

【0005】以下、さらに詳細に本発明を説明する。ま
ず、分析目的である還元性オリゴ糖は、大気圧イオン化
法による質量分析に適するように、その還元末端にトリ
アルキル(p−アミノフェニル)アンモニウム塩を作用
させる前処理を行う。該前処理は、たとえば、下記の2
段階の反応で行う。 (1) 第1反応 還元性オリゴ糖にトリアルキル(p−アミノフェニル)
アンモニウム塩を通常溶媒中にて反応させる。該反応に
用いられる溶媒としては、たとえば、酢酸等の有機酸と
水との混合液等があげられる。ここで混合される水の量
は、還元性オリゴ糖及びトリアルキル(p−アミノフェ
ニル)アンモニウム塩を溶解させるのに必要な少量の水
を意味し、例えば、80%(容量比)程度以上になるよ
うな量をあげることができる。本反応に用いられるトリ
アルキル(p−アミノフェニル)アンモニウム塩として
は、例えば、トリメチル(p−アミノフェニル)アンモ
ニウム クロライド、トリエチル(p−アミノフェニ
ル)アンモニウム クロライド、トリブチル(p−アミ
ノフェニル)アンモニウム クロライド等をあげること
ができ、好ましくはトリメチル(p−アミノフェニル)
アンモニウム クロライド等があげられる。該試薬の量
は、還元性オリゴ糖に対して、大過剰量、好ましくは約
15倍モル量から約30倍モル量である。上記処理温度
は、通常約80℃から約100℃、好ましくは約85℃
から約95℃の範囲であり、処理時間は通常約3分間か
ら約10分間程度である。 (2) 第2反応 第1反応によって得られた反応物にトリアルキル(p−
アミノフェニル)アンモニウム塩及び還元剤を通常溶媒
中にて反応させる。該反応に用いられる溶媒としては、
たとえば、酢酸等の有機酸と水との混合液等があげられ
る。ここで混合される水の量は、還元性オリゴ糖及びト
リアルキル(p−アミノフェニル)アンモニウム塩を溶
解させるのに必要な少量の水を意味し、例えば、80%
(容量比)程度以上になるような量をあげることができ
る。本反応に用いられるトリアルキル(p−アミノフェ
ニル)アンモニウム塩は第1反応で用いられたものと同
一な化合物を使用する。該試薬の量は、還元性オリゴ糖
に対して、大過剰量、好ましくは約8倍モル量から約1
5倍モル量である。また、還元剤としては、例えば、シ
アン化水素化ホウ素ナトリウム等を用いることができ
る。シアン化水素化ホウ素ナトリウムの場合、還元性オ
リゴ糖に対して、約65倍モル量から約85倍モル量程
度を使用するとよい。上記処理温度は、通常約80℃か
ら約100℃、好ましくは約85℃から約95℃の範囲
であり、処理時間は通常約45分間から約90分間であ
る。処理終了後は、減圧下で濃縮することにより、所望
の誘導体を得ることができる。また、必要に応じて、再
結晶、クロマトグラフィー等の通常の方法によりさらに
精製することもできる。
The present invention will be described in more detail below. First, the reducing oligosaccharide for analysis is subjected to a pretreatment in which a trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt is caused to act on the reducing end thereof so as to be suitable for mass spectrometry by the atmospheric pressure ionization method. The pretreatment is, for example, the following 2
Perform in a stepwise reaction. (1) First reaction Trialkyl (p-aminophenyl) on reducing oligosaccharide
The ammonium salt is usually reacted in a solvent. Examples of the solvent used in the reaction include a mixed solution of water and an organic acid such as acetic acid. The amount of water mixed here means a small amount of water necessary for dissolving the reducing oligosaccharide and the trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt, and is, for example, about 80% (volume ratio) or more. The amount can be increased. Examples of the trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt used in this reaction include trimethyl (p-aminophenyl) ammonium chloride, triethyl (p-aminophenyl) ammonium chloride, tributyl (p-aminophenyl) ammonium chloride and the like. And preferably trimethyl (p-aminophenyl)
Examples thereof include ammonium chloride. The amount of the reagent is a large excess amount, preferably about 15 times to about 30 times the molar amount of the reducing oligosaccharide. The treatment temperature is usually about 80 ° C to about 100 ° C, preferably about 85 ° C.
To about 95 ° C., and the treatment time is usually about 3 minutes to about 10 minutes. (2) Second reaction The reaction product obtained in the first reaction was trialkyl (p-
The aminophenyl) ammonium salt and the reducing agent are usually reacted in a solvent. As the solvent used in the reaction,
For example, a mixed solution of organic acid such as acetic acid and water may be used. The amount of water mixed here means a small amount of water necessary to dissolve the reducing oligosaccharide and the trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt, for example, 80%.
It is possible to increase the amount so as to be about (capacity ratio) or more. As the trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt used in this reaction, the same compound as used in the first reaction is used. The amount of the reagent is a large excess amount, preferably about 8 times the molar amount to about 1 to the reducing oligosaccharide.
It is a 5-fold molar amount. Further, as the reducing agent, for example, sodium borohydride or the like can be used. In the case of sodium borohydride, it is advisable to use a molar amount of about 65 to about 85 times with respect to the reducing oligosaccharide. The treatment temperature is usually in the range of about 80 ° C. to about 100 ° C., preferably about 85 ° C. to about 95 ° C., and the treatment time is usually about 45 minutes to about 90 minutes. After the treatment, the desired derivative can be obtained by concentrating under reduced pressure. Further, if necessary, it can be further purified by a usual method such as recrystallization or chromatography.

【0006】上記処理で用いられるトリアルキル(p−
アミノフェニル)アンモニウム塩は、例えば、以下の方
法によって市販の化合物または公知な化合物から合成す
ることができる。ジアルキル(p−アミノフェニル)ア
ンモニウム塩にベンジルオキシカルボニルクロライドを
反応させて、アミノ基を保護した後、アルキルハライド
を反応させることによってトリアルキル〔p−(ベンジ
ルオキシカルボニルアミノ)フェニル〕アンモニウム塩
を得る。これら反応は、通常溶媒中で行う。上記反応に
用いられる溶媒としては、たとえば、メタノール、エタ
ノール等の親水性溶媒等があげられる。上記反応に用い
られるジアルキル(p−アミノフェニル)アンモニウム
塩としては、たとえば、ジメチル(p−アミノフェニ
ル)アンモニウムクロライド、ジエチル(p−アミノフ
ェニル)アンモニウムクロライド等があげられる。上記
反応に用いられるアルキルハライドとしては、たとえ
ば、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル等があげられる。上記
反応に用いられる試剤の量は、ジアルキル(p−アミノ
フェニル)アンモニウム塩に対して、ベンジルオキシカ
ルボニルクロライドは約10倍モル量から約30倍モル
量、好ましくは約15倍モル量から約20倍モル量であ
り、またアルキルハライドは約5倍モル量から約15倍
モル量、好ましくは約7倍モル量から約10倍モル量で
ある。上記反応温度は、通常約50℃から約100℃、
好ましくは約80℃から約90℃の範囲であり、反応時
間は通常約1時間から約2時間である。反応終了後は、
生成したトリアルキル〔p−(ベンジルオキシカルボニ
ルアミノ)フェニル〕アンモニウム塩を通常の水素添加
反応で処理することによって所望のトリアルキル(p−
アミノフェニル)アンモニウム塩を得ることができる。
また、必要に応じて、再結晶、クロマトグラフィー等の
通常の方法によりさらに精製することもできる。
The trialkyl (p-
The aminophenyl) ammonium salt can be synthesized, for example, from a commercially available compound or a known compound by the following method. A dialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt is reacted with benzyloxycarbonyl chloride to protect an amino group and then reacted with an alkyl halide to obtain a trialkyl [p- (benzyloxycarbonylamino) phenyl] ammonium salt. . These reactions are usually performed in a solvent. Examples of the solvent used in the above reaction include hydrophilic solvents such as methanol and ethanol. Examples of the dialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt used in the above reaction include dimethyl (p-aminophenyl) ammonium chloride and diethyl (p-aminophenyl) ammonium chloride. Examples of the alkyl halide used in the above reaction include methyl iodide, ethyl iodide and the like. The amount of the reagent used in the above reaction is about 10 times to about 30 times, preferably about 15 times to about 20 times the molar amount of benzyloxycarbonyl chloride based on the dialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt. The molar amount of the alkyl halide is about 5 times to about 15 times, and preferably about 7 times to about 10 times. The reaction temperature is usually about 50 ° C to about 100 ° C,
It is preferably in the range of about 80 ° C to about 90 ° C, and the reaction time is usually about 1 hour to about 2 hours. After the reaction,
The resulting trialkyl [p- (benzyloxycarbonylamino) phenyl] ammonium salt is treated with a conventional hydrogenation reaction to give the desired trialkyl (p-
Aminophenyl) ammonium salts can be obtained.
Further, if necessary, it can be further purified by a usual method such as recrystallization or chromatography.

【0007】上記のように調製されたオリゴ糖を、大気
圧イオン化法のインターフェイスを装備した質量分析計
に導入することによって質量分析する。本発明で用いら
れる大気圧イオン化法としては、例えば、エレクトロス
プレー・イオン化法あるいはイオンスプレー・イオン化
法等をあげることができる。そして市販のインターフェ
イス(エレクトロスプレー・イオン化法)としては、例
えば、Finnigan Mat社製のAPI用インターフェイスが
あげられる。また、質量分析計としては、磁場型、四重
極型、イオントラップ型、フーリエ変換−イオンサイク
ロトロン共鳴型等の質量分析計をあげることができる
が、好ましくは、四重極型質量分析計をあげることがで
きる。より好ましくは、タンデム型の四重極型質量分析
計があげられる。なお、市販の四重極型質量分析計とし
ては、例えば、TSQ−700型クロマトグラフィー・
タンデム型質量分析計(Finnigan Mat社製)等があげら
れる。試料を、大気圧イオン化法のインターフェイスを
装備した質量分析計に導入する方法としては、例えば、
高速液体クロマトグラフィー、シリンジポンプ等をあげ
ることができる。好ましくはシリンジポンプを用いるこ
とがよい。
The oligosaccharide thus prepared is subjected to mass spectrometry by introducing it into a mass spectrometer equipped with an interface of atmospheric pressure ionization method. Examples of the atmospheric pressure ionization method used in the present invention include an electrospray ionization method and an ion spray ionization method. A commercially available interface (electrospray ionization method) is, for example, an interface for API manufactured by Finnigan Mat. Further, as the mass spectrometer, a magnetic field type, a quadrupole type, an ion trap type, a Fourier transform-ion cyclotron resonance type mass spectrometer and the like can be mentioned, but a quadrupole type mass spectrometer is preferable. I can give you. More preferably, a tandem quadrupole mass spectrometer is used. In addition, as a commercially available quadrupole mass spectrometer, for example, TSQ-700 type chromatography
Examples include a tandem mass spectrometer (manufactured by Finnigan Mat). As a method for introducing the sample into the mass spectrometer equipped with the interface of the atmospheric pressure ionization method, for example,
Examples include high performance liquid chromatography and syringe pumps. A syringe pump is preferably used.

【0008】このようにして、還元性オリゴ糖の還元末
端にトリアルキル(p−アミノフェニル)アンモニウム
塩を作用させて得られうるオリゴ糖を大気圧イオン化法
によってイオン化し、該イオン化により生成する分子イ
オン及び多数のフラグメントイオンを質量数/電荷数
(m/z)に従って分離し、各イオンの強度を記録して
m/zの順序に並べた質量スペクトルの有益な情報(例
えば、還元末端側の各々のフラグメントイオンの質量
差)から還元性オリゴ糖の構造(例えば、構成単糖の配
列)を解析することができる。さらに必要に応じて、酵
素や抗体を用いる生化学的手法やNMR等のスペクトル
による解析手法、その他の構成単糖成分分析手法等によ
る解析を相補的に用いると一層確実な構造解析が可能に
なる。また、従来の質量分析方法による質量スペクトル
では、マトリクスや不純物のイオンが混在することから
解析が難しくなる場合があったが、本発明質量分析法に
よる質量スペクトルでは、プロダクトイオンを表すシグ
ナルピークが明瞭になるために解析が容易になる。これ
は未知な還元性オリゴ糖の構造解析上きわめて有用なこ
とである。
In this way, the oligosaccharide obtained by reacting the reducing end of the reducing oligosaccharide with a trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt is ionized by the atmospheric pressure ionization method, and a molecule produced by the ionization Ions and a large number of fragment ions are separated according to mass / charge number (m / z) and the intensity of each ion is recorded to provide useful information in a mass spectrum ordered in m / z (eg reducing end side). The structure (for example, the sequence of constituent monosaccharides) of the reducing oligosaccharide can be analyzed from the mass difference of each fragment ion). Further, if necessary, if a biochemical method using an enzyme or an antibody, an analysis method by a spectrum such as NMR, or an analysis by other constituent monosaccharide component analysis method is used complementarily, more reliable structure analysis can be performed. . In addition, in the mass spectrum of the conventional mass spectrometry method, analysis may be difficult due to the presence of matrix and impurity ions, but in the mass spectrum of the present invention, the signal peaks representing product ions are clear. Therefore, the analysis becomes easy. This is extremely useful for structural analysis of unknown reducing oligosaccharides.

【0009】以下、実施例により詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

【実施例】【Example】

実施例1 〔トリメチル(p−アミノフェニル)アンモ
ニウム塩を用いる還元性オリゴ糖の前処理方法〕 40μlの酢酸を含んだ350μlの純水にトリメチル
(p−アミノフェニル)アンモニウムクロライド(以
下、TMAPAと記す。)10mgを溶解した。得られ
た溶液に還元性オリゴ糖としてマルトペンタオース(モ
デル化合物として用いる)2mgを加え、90℃、5分
間反応を行った。反応終了後、該反応物を、あらかじめ
40μlの酢酸を含んだ350μlの純水にTMAPA
4mgおよびシアン化水素化ホウ素ナトリウム10mg
を溶解した液に加え、90℃、60分間反応を行った。
反応終了後、該反応物を凍結乾燥することによって、還
元末端にトリアルキル(p−アミノフェニル)アンモニ
ウム塩を作用させて得られうるオリゴ糖(以下、TMA
PAによる誘導体と記す。構造式:
Example 1 [Pretreatment Method of Reducing Oligosaccharide Using Trimethyl (p-aminophenyl) ammonium Salt] Trimethyl (p-aminophenyl) ammonium chloride (hereinafter referred to as TMAPA) was added to 350 μl of pure water containing 40 μl of acetic acid. .) 10 mg was dissolved. 2 mg of maltopentaose (used as a model compound) as a reducing oligosaccharide was added to the obtained solution, and the reaction was carried out at 90 ° C. for 5 minutes. After completion of the reaction, the reaction product was added to 350 μl of pure water containing 40 μl of acetic acid in advance and TMAPA.
4 mg and sodium borohydride 10 mg
Was added to the dissolved solution and reacted at 90 ° C. for 60 minutes.
After completion of the reaction, the reaction product is freeze-dried to give a trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt at the reducing end to obtain an oligosaccharide (hereinafter referred to as TMA).
It is described as a derivative with PA. Structural formula:

【化1】 )を得た。Embedded image ) Got.

【0010】実施例2 (各種の質量分析法による還元
性オリゴ糖の分析) 還元性オリゴ糖としてマルトペンタオースを用いた。該
還元性オリゴ糖を(1)ヨウ化メチルによる誘導化、
(2)酢酸による誘導化、(3)TMAPAによる誘導
化、(4)2−アミノピリジン(以下、PAと記す。)
による誘導化で得られるメチル誘導体、アセチル誘導
体、TMAPAによる誘導体、またはPAによる誘導体
を調製〔(3)の誘導化方法は実施例1に記載した。ま
た(3)以外の誘導化方法は下記の参考例に記載し
た。〕し、調製された各種誘導体および非誘導化マルト
ペンタオースを高速原子衝撃イオン化(FAB)法〔正
・負モード〕あるいはエレクトロスプレー・イオン化
(ESI)法〔正モード〕によって質量分析した。そし
て、調製された各種誘導体および非誘導化マルトペンタ
オースの各イオン化法におけるイオン化効率を比較し
た。その結果を表1(非誘導化マルトペンタオースを試
料にした場合のイオン化効率に対する各種誘導体のイオ
ン化効率の比で表す。)に示す。表1から明らかなよう
に、本発明質量分析法は他質量分析法に比較して顕著な
感度向上(特に非誘導化マルトペンタオース−ESI法
との比較において5000倍向上)が認められた。そし
て本発明質量分析法では、20 fmol という超微量でも明
瞭なスペクトルが得られることが判った。
Example 2 (Analysis of reducing oligosaccharides by various mass spectrometry methods) Maltopentaose was used as the reducing oligosaccharide. Derivatizing the reducing oligosaccharide with (1) methyl iodide,
(2) Derivatization with acetic acid, (3) Derivatization with TMAPA, (4) 2-aminopyridine (hereinafter referred to as PA).
Preparation of a methyl derivative, an acetyl derivative, a TMAPA derivative or a PA derivative obtained by derivatization with [[The derivatization method of (3) was described in Example 1). The derivatization methods other than (3) are described in the following reference examples. The prepared various derivatives and derivatized maltopentaose were mass analyzed by a fast atom bombardment ionization (FAB) method [positive / negative mode] or an electrospray ionization (ESI) method [positive mode]. Then, the ionization efficiencies of the prepared various derivatives and non-derivatized maltopentaose in each ionization method were compared. The results are shown in Table 1 (represented by the ratio of the ionization efficiency of various derivatives to the ionization efficiency when using non-derivatized maltopentaose as a sample). As is clear from Table 1, the mass spectrometric method of the present invention showed a remarkable improvement in sensitivity (in particular, a 5000-fold improvement in comparison with the non-derivatized maltopentaose-ESI method) as compared with other mass spectrometric methods. It was found that the mass spectrometry of the present invention can obtain a clear spectrum even with an extremely small amount of 20 fmol.

【0011】[0011]

【表1】 ──────────────────────────────────── FAB ESI 備考 正 負 正 ──────────────────────────────────── メチル誘導体 11 0.1 − アセチル誘導体 60 0.1 − TMAPAによる誘導体 1 0.1 5000 本発明 PAによる誘導体 3 1 100 非誘導化マルトペンタオース 1 1 1 ────────────────────────────────────[Table 1] ──────────────────────────────────── FAB ESI Note Positive Negative Positive ──── ──────────────────────────────── Methyl derivative 11 0.1-Acetyl derivative 60 0.1-TMAPA derivative 1 0.1 5000 The present invention PA derivative 3 1 100 derivatized maltopentaose 1 1 1 1 1 1 1 ────────────────────────────── ───────

【0012】実施例3 (TMAPAによる誘導体の質
量分析による質量スペクトルの情報に基づく構造解析) 実施例1によって得られるTMAPAによる誘導体をE
SI用インターフェースでイオン化させた際に生じる2
価イオン〔M+Na〕2 + を親イオンとしたプロダクト
イオンに関する質量スペクトルを測定した。得られた質
量スペクトルを図1に示す。その結果、得られた質量ス
ペクトル(図1)には、還元性オリゴ糖の還元末端から
の構造情報を有するY、Z両シリーズ(図3参照)のシ
ークエンスイオンを表すシグナルピークが認められ、上
記シークエンスイオン間の質量差から、分子イオン〔M
+ 〕からヘキソース単位での脱離が生じるという化学構
造上での情報を数多く得ることができた(表2および図
2参照)。これらの有益な情報から還元性オリゴ糖の構
造を解析することが可能である。一方、TMAPAによ
る誘導体以外の実施例2に記載される誘導体について、
上記と同様な方法によって質量スペクトルを測定した
が、主としてYシリーズのシークエンスイオンを表す質
量スペクトルしか得ることができず、化学構造上での情
報の有益さという点で劣った。
Example 3 (Structural analysis based on mass spectrum information of derivative of TMAPA by mass spectrometry)
2 generated when ionized by SI interface
A mass spectrum of a product ion having a valence ion [M + Na] 2 + as a parent ion was measured. The obtained mass spectrum is shown in FIG. As a result, in the obtained mass spectrum (FIG. 1), signal peaks representing sequence ions of both Y and Z series (see FIG. 3) having structural information from the reducing end of the reducing oligosaccharide were observed, From the mass difference between the sequence ions, the molecular ion [M
It was possible to obtain a lot of information on the chemical structure that the elimination in the hexose unit occurs from + ] (see Table 2 and FIG. 2). From this useful information, it is possible to analyze the structure of the reducing oligosaccharide. On the other hand, for the derivative described in Example 2 other than the derivative by TMAPA,
Mass spectra were measured by the same method as described above, but only mass spectra mainly representing Y series of sequence ions could be obtained, which was inferior in terms of usefulness of information on the chemical structure.

【0013】[0013]

【表2】 ──────────────────────────────────── Yシリーズのプロダクトイオン Zシリーズのプロダクトイオン m/Z ピーク差 m/Z ピーク差 ──────────────────────────────────── 〔M+ 〕 963 − 963 − Y4 800 163 784 179 Y3 638 162 622 162 Y2 476 162 460 162 Y1 314 162 298 162 ───────────────────────────────────[Table 2] ──────────────────────────────────── Y-series product ions Z-series product ions m / Z peak difference m / Z peak difference ──────────────────────────────────── [M + ] 963 - 963 - Y 4 800 163 784 179 Y 3 638 162 622 162 Y 2 476 162 460 162 Y 1 314 162 298 162 ────────────────────── ─────────────

【0014】参考例 (還元性オリゴ糖における各種の
前処理方法) 還元性オリゴ糖としてマルトペンタオースを用いた。 (A)ヨウ化メチルによる誘導化方法 Ciucanu とKerek の方法[ I.Ciucanu and F.Kerek,Carb
ohydrate Research,131,209(1984)]に準じて行った。還
元性オリゴ糖50mg(0.28mmol相当量)にD
MSO1mlを加えて混合した後、この混合液に200
mgの粉末状NaOH(あるいは300mgの粉末状KOH )
を添加した。該混合液を攪拌しながらヨウ化メチル1m
lを加えた後、30分間(KOH の場合には60分間)攪
拌を続けた。反応終了後、純水1mlを加え、クロロホ
ルム1mlで3回抽出した。回収したクロロホルム画分
を純水1mlで3回洗浄した後、該クロロホルム画分を
濃縮し、目的とするメチル誘導体(化2)を得た。
Reference Example (Various Pretreatment Methods for Reducing Oligosaccharide) Maltopentaose was used as the reducing oligosaccharide. (A) Method of derivatization with methyl iodide Method of Ciucanu and Kerek [I.Ciucanu and F.Kerek, Carb
ohydrate Research, 131, 209 (1984)]. 50 mg (0.28 mmol equivalent amount) of reducing oligosaccharide D
After adding 1 ml of MSO and mixing, add 200 ml to this mixture.
mg of powdered NaOH (or 300 mg of powdered KOH)
Was added. 1 m of methyl iodide while stirring the mixed solution
After the addition of l, stirring was continued for 30 minutes (60 minutes in the case of KOH). After the reaction was completed, 1 ml of pure water was added, and the mixture was extracted 3 times with 1 ml of chloroform. The recovered chloroform fraction was washed 3 times with 1 ml of pure water, and then the chloroform fraction was concentrated to obtain the target methyl derivative (Formula 2).

【化2】 (B)酢酸による誘導化による誘導化方法 DeU らの方法[ A.DeU and P.R.Tiller,Biochem.Biophy
s.Res.Commun.,135,1126(1986)]に準じて行った。還元
性オリゴ糖10mg(0.011mmol相当量)に無
水トリフルオロ酢酸:酢酸(2:1) 500μlを加
えて混合した後、この混合液を室温下で60分間攪拌し
た。反応終了後、窒素ガスを流して溶媒を蒸発させた。
残渣からのジクロロメタン2mlによる3回抽出で回収
された抽出液を純水1mlで洗浄した後、該ジクロロメ
タン画分を回収した。回収されたジクロロメタン画分に
窒素ガスを流して溶媒を蒸発させることによって、目的
とするアセチル誘導体(化3)を得た。
Embedded image (B) Derivatization method by derivatization with acetic acid Method of DeU et al. [A. DeU and PRTiller, Biochem. Biophy
s.Res.Commun., 135,1126 (1986)]. After adding 500 μl of trifluoroacetic anhydride: acetic acid (2: 1) to 10 mg (equivalent to 0.011 mmol) of reducing oligosaccharide and mixing, the mixture was stirred at room temperature for 60 minutes. After completion of the reaction, nitrogen gas was flown to evaporate the solvent.
The extract solution recovered from the residue by three times extraction with 2 ml of dichloromethane was washed with 1 ml of pure water, and then the dichloromethane fraction was recovered. Nitrogen gas was passed through the collected dichloromethane fraction to evaporate the solvent to obtain the target acetyl derivative (Formula 3).

【化3】 (C)2−アミノピリジンによる誘導化方法 近藤らの方法[ A.Kondo,J.Suzuki,N.Kuraya,S.Hase,I.K
ate,T.Ikenaka,Agric.Biol.Chem.,54,2169(1990)] に準
じて行った。なお、本誘導化は市販キット(Takara Pal
Station Pyridyl amination reagent :糖鎖分析用)及
び市販装置(Takara Pal Station モデル4000:糖鎖ピ
リジルアミノ化自動装置)を用いて行った。還元性オリ
ゴ糖45ng−45μg(50pmol−50nmol
相当量)にカップリング試薬(2-Aminopyridine/酢酸:
3mg/ml)20μlを加え、90℃60分間反応を行っ
た。反応終了後、該反応混合物に還元試薬(Borane-dim
ethylamine complex/酢酸)20μlを添加し、80
℃、60分間反応を行った。反応終了後、トリエチルア
ミン/メタノール20μlおよびトルエン40μlを加
えて混合した後、この混合物に窒素ガスを流しながら、
該混合物を60℃10分間減圧下で乾固した。得られた
残渣にメタノール20μlおよびトルエン40μlを加
えて再び混合した後、この混合物に窒素ガスを流しなが
ら、該混合物を60℃で10分間減圧下で乾固した。得
られた残渣にトルエン50μlを加えて再び混合した
後、この混合物に窒素ガスを流しながら、該混合物を6
0℃10分間減圧下で乾固することによって、PAによ
る誘導体(化4)を得た。
Embedded image (C) Method of derivatization with 2-aminopyridine Method of Kondo et al. [A.Kondo, J.Suzuki, N.Kuraya, S.Hase, IK
ate, T. Ikenaka, Agric. Biol. Chem., 54, 2169 (1990)]. This derivatization is based on a commercial kit (Takara Pal
Station Pyridyl amination reagent: for sugar chain analysis) and a commercially available device (Takara Pal Station model 4000: sugar chain pyridyl amination automatic device). Reducing oligosaccharide 45 ng-45 μg (50 pmol-50 nmol
Coupling reagent (2-Aminopyridine / acetic acid:
20 μl of 3 mg / ml) was added and the reaction was carried out at 90 ° C. for 60 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture was added with a reducing reagent (Borane-dim
20 μl of ethylamine complex / acetic acid) was added to 80
The reaction was carried out at 60 ° C for 60 minutes. After the reaction was completed, 20 μl of triethylamine / methanol and 40 μl of toluene were added and mixed, and then, while flowing a nitrogen gas into the mixture,
The mixture was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 10 minutes. To the obtained residue, 20 μl of methanol and 40 μl of toluene were added and mixed again, and then the mixture was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 10 minutes while flowing nitrogen gas. To the obtained residue, 50 μl of toluene was added and mixed again, and then the mixture was mixed with nitrogen gas while flowing nitrogen gas.
The derivative by PA (chemical formula 4) was obtained by drying under reduced pressure at 0 ° C. for 10 minutes.

【化4】 [Chemical 4]

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明質量分析法により、極めて微量な
試料の場合においても、還元性オリゴ糖の検出および分
子量の確認が可能になった。また、該分析法による質量
スペクトルの有益な情報から還元性オリゴ糖の構造を解
析することができるようになった。
The mass spectrometric method of the present invention makes it possible to detect reducing oligosaccharides and confirm the molecular weight thereof even in the case of an extremely small amount of sample. Further, it has become possible to analyze the structure of the reducing oligosaccharide from the useful information of the mass spectrum obtained by the analysis method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】TMAPAによる誘導体をESI用インターフ
ェースでイオン化させた際に生じる2価イオン〔M+N
a〕2 + を親イオンとしたプロダクトイオンに関する質
量スペクトルを示す図である。
FIG. 1 is a divalent ion [M + N] produced when a derivative of TMAPA is ionized with an interface for ESI.
FIG. 3A is a diagram showing a mass spectrum of a product ion having a] 2 + as a parent ion.

【図2】TMAPAによる誘導体の還元末端からの構造
情報を有するY、Z両シリーズのシークエンスイオンに
関する化学構造式を示す図である。ここで「Y」とは、
Yシリーズのプロダクトイオンを意味し、「Z」とは、
Zシリーズのプロダクトイオンを意味する。
FIG. 2 is a diagram showing a chemical structural formula regarding sequence ions of both Y and Z series having structural information from the reducing end of the derivative by TMAPA. Here, "Y" means
It means the product ion of Y series, and "Z" means
It means the product ion of Z series.

【図3】質量分析スペクトルにおける還元性オリゴ糖の
各フラグメントイオンに関する系統的な命名法を表す図
である。非還元末端側に電荷を有するフラグメントイオ
ンはA,B,Cと名付け、還元末端側に電荷を有するフ
ラグメントイオンはX,Y,Zとする。AとXは環開裂
を示すフラグメントイオンで、コンマで区切った上付き
文字により開裂した2本の結合を示す。
FIG. 3 is a diagram showing a systematic nomenclature for each fragment ion of a reducing oligosaccharide in a mass spectrum. Fragment ions having a charge on the non-reducing end side are named A, B, and C, and fragment ions having a charge on the reducing end side are X, Y, and Z. A and X are fragment ions indicating ring cleavage, and indicate two bonds that are cleaved by superscripts separated by commas.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】還元性オリゴ糖の還元末端にトリアルキル
(p−アミノフェニル)アンモニウム塩を作用させて得
られうるオリゴ糖を大気圧イオン化法によってイオン化
する工程を含むことを特徴とする還元性オリゴ糖の質量
分析法。
1. A reducing property characterized by comprising a step of ionizing an oligosaccharide obtainable by reacting a reducing alkyl saccharide with a trialkyl (p-aminophenyl) ammonium salt at the reducing end by an atmospheric pressure ionization method. Mass spectrometry of oligosaccharides.
【請求項2】請求項1記載の還元性オリゴ糖の質量分析
法による質量スペクトルの情報から還元性オリゴ糖の構
造を解析することを特徴とする還元性オリゴ糖の分析方
法。
2. A method for analyzing a reducing oligosaccharide, which comprises analyzing the structure of the reducing oligosaccharide from the information on the mass spectrum of the reducing oligosaccharide according to claim 1.
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