JPH10123096A - シアロオリゴ糖の質量分析法 - Google Patents

シアロオリゴ糖の質量分析法

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JPH10123096A
JPH10123096A JP27940096A JP27940096A JPH10123096A JP H10123096 A JPH10123096 A JP H10123096A JP 27940096 A JP27940096 A JP 27940096A JP 27940096 A JP27940096 A JP 27940096A JP H10123096 A JPH10123096 A JP H10123096A
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JP
Japan
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sialooligosaccharide
sialo
oligosaccharide
mass
ionization
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JP27940096A
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Masahiko Okamoto
昌彦 岡本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】微量な試料の場合において、シアロオリゴ糖の
検出および分子量の確認が可能であり、またシアロオリ
ゴ鎖の構造を詳細に解析することができる分析方法を提
供すること。 【解決手段】シアロオリゴ糖の還元末端に2−アミノピ
リジンを作用させて得られうるシアロオリゴ糖誘導体を
衝撃イオン化法によりイオン化する工程を含むことを特
徴とするシアロオリゴ糖の質量分析法、さらに該質量分
析法による質量スペクトルの情報からシアロオリゴ糖の
構造を解析することを特徴とするシアロオリゴ糖の分析
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シアロオリゴ糖の
質量分析法及びその利用に関するものである。
【0002】
【従来の技術】シアロオリゴ糖とは、シアル酸を含むオ
リゴ糖のことを言い、そのオリゴ糖の重合度(DP)は、2
から数10程度である。このようなシアロオリゴ゛糖が
有する構造は極めて多様かつ複雑である。近年、糖タン
パク質のシアロオリゴ糖鎖が生体の分化、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、
シアロオリゴ糖鎖の極めて多様かつ複雑な構造が種々の
生理作用、機能と深く関連するためであり、シアロオリ
ゴ糖鎖の構造を明らかにすることは極めて重要である。
従来、シアロオリゴ糖鎖の構造を明らかにする方法とし
ては、1)糖鎖切断酵素の一つであり、シアル酸のグリ
コシド結合を特異的に切断するシアリダーゼを用いる酵
素消化法、2)シアロオリゴ糖の還元末端を2−アミノ
ピリジンで誘導体化した後、溶出原理の異なる3種のカ
ラムを用いたHPLCを行い、各々の溶出時間をx、y、z
軸の座標にプロットし、これを既知の構造の糖鎖の溶出
時間と対比させることにより構造を明らかにするという
三次元マップ手法を利用する高速液体クロマトグラフィ
ー法、3)シアロオリゴ糖鎖をマトリクス支援レーザ脱
離イオン化(MALDI)法でイオン化することにより分子
量情報を得る質量分析法等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
最新の方法でも、極めて多様かつ複雑な構造であるシア
ロオリゴ糖を分析した際に得られる情報には制限があ
り、より詳細な構造を解析するにはいまだ充分満足でき
るものではなかった。
【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、シアロオリゴ糖の還元
末端にある種の試薬を作用させて得られうる誘導体を特
定なイオン化法によってイオン化し、該イオン化により
生成する親イオンにアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガ
スを衝突させた際に生成する多数のプロダクトトイオン
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
らシアロオリゴ糖の構造をより詳細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。即ち、本発明
は、シアロオリゴ糖の還元末端に2−アミノピリジンを
作用させて得られうるシアロオリゴ糖誘導体を衝撃イオ
ン化法によりイオン化する工程を含むことを特徴とする
シアロ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
の情報からシアロオリゴ糖の構造を解析することを特徴
とするシアロオリゴ糖の分析方法を提供するものであ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、さらに詳細に本発明を説明
する。まず、分析目的であるは、シアロオリゴ糖は衝撃
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2−アミノピリジンを作用させる前処理を行う。該
前処理は、シアロオリゴ糖、2−アミノピリジン及び還
元剤を通常溶媒に混合して反応を行う。本反応に用いら
れる溶媒としては、例えば、メタノール、トルエン等の
有機溶媒、トリエチルアミン等の有機塩基、及び酢酸等
の有機酸との混合溶媒等があげられる。ここで混合され
る有機溶媒の量は、2−アミノピリジンを溶解させるの
に必要な少量を意味し、例えば、2−アミノピリジンが
0.4%(重量比)程度以下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2−アミノピリジンの量
は、シアロオリゴ糖に対して大過剰量、好ましくは約80
0倍モル量から約800000倍モル量である。また、還元剤
としては、例えば、ボランージメチルアミン錯体等を用
いることができる。ボランージメチルアミン錯体の場
合、シアロオリゴ糖に対して、約200倍モル量から約300
倍モル量、好ましくは約240倍モル量から約260倍モル量
を使用するとよい。上記処理温度は、通常約70℃から約
90℃、好ましくは約75℃から約85℃の範囲であり、処理
時間は通常約15分間から約90分間である。処理終了後
は、メタノール、トルエン等の有機溶媒により未反応2
−アミノピリジンを、減圧下で除去(例えば、共沸など
の方法)することにより、所望のシアロオリゴ糖誘導体
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。
【0006】上記のように調製されたシアロオリゴ糖誘
導体を衝撃イオン化法のイオン源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
れるイオン化法としては、例えば、高速原子衝撃イオン
化(FAB)法又は二次イオン化(SIMS)法等の衝撃イオン
化法をあげることができる。市販のイオン源としては、
例えば、日本電子社製のFABイオン源又は日立製作所製
のSIMSイオン源等があげられる。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、飛行時間型等の質
量分析計をあげることができるが、好ましくは、磁場極
型質量分析計をあげることができる。より好ましくは、
タンデム型の磁場型質量分析計をあげることができる。
尚、市販の磁場型質量分析計としては、例えば、HXー110
/HXー110型タンデム型質量分析計(日本電子社製)等が
あげられる。試料を衝撃イオン化法のイオン源を装備し
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、フリット導入法、直接導入法、シリ
ンジポンプ等をあげることができる。好ましくはフリッ
ト導入法または直接導入法を用いることがよい。
【0007】このようにして、シアロオリゴ糖の還元末
端に2−アミノピリジン(以下、PAと記す。)を作用さ
せて得られうるシアロオリゴ糖誘導体を衝撃イオン化法
によってイオン化し、該イオン化により生成する親イオ
ンにアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを衝突させた
際に生成する多数のプロダクトトイオンを質量数/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、還元又は非還元末端側の各々のフラグメント
イオンの質量差)からシアロオリゴ糖の構造(例えば、
構成単糖の配列、分岐位置)を詳細に解析することがで
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。これは未知なシアロオリゴ
糖の構造解析上きわめて有用なことである。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。
【0008】
【実施例】
実施例1 (2−アミノピリジンを用いるシアロオリゴ
糖の前処理方法) 近藤らの方法[A.Kondo,J.Suzuki,N.Kuraya,S.Hase,I.K
ato,T.Ikenaka,Agric.Biol.Chem.,54,2169(1990)]に準
じて行った。尚、本誘導体化は市販キット(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。シアロオリゴ
糖45ng−45μg(50pmolー50nmol相
当量)にカップリング試薬(PA/酢酸:3mg/ml)
20μlを加え、90℃で60分反応した。反応終了
後、該反応混合物に還元試薬(Borane-dimethylamine c
omplex/酢酸)20μlを添加し、80℃、60分間反
応した。反応終了後、トリエチルアミン/メタノール2
0μl及びトルエン40μlを加えて混合した後、この
混合液に窒素ガスを流しながら、60℃で10分間減圧
下で乾固した。得られた残さにメタノール20μl及び
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、60℃で10分間減圧下で乾
固することによってPAによるシアロオリゴ糖誘導体を
得た。
【0009】実施例2 (各種質量分析法によるシアロ
オリゴ糖の分析) シアロオリゴ糖鎖として3’-SLN,6’-SLN,L
ST Bを用いた(図1参照)。これらシアロオリゴ糖
にPAを作用させシアロオリゴ糖誘導体を調製した。誘導
体化方法は実施例1に示した。調製された各種シアロオ
リゴ糖誘導体をFAB法[正・負モード],MALDI法[正・
負モード],エレクトロスプレ・イオン化(ESI)法
[正・負モード]によって質量分析した。そして、調製
されたシアロオリゴ糖誘導体の各イオン化法におけるイ
オン化効率(親イオンの強度)を比較した。その結果を
表1に示す。表1から明らかなように、本発明質量分析
法(FAB法[正・負モード])は他質量分析法(MALDI法
[正・負モード],エレクトロスプレ・イオン化(ES
I)法[正・負モード])に比較して、正負いずれのモ
ードにおいても約200pmolという微量の試料でS/N(シグ
ナル/ノイズ比)10以上という良好なスペクトルが得ら
れることが判った。
【0010】
【表1】
【0011】実施例3 (PAによるシアロオリゴ糖誘導
体の質量スペクトル情報に基づく構造解析) 実施例1によって得られるPAによるシアロオリゴ糖誘導
体をFAB用イオン源でイオン化させた際に生じる[M−
H]-イオン及び[MH]+イオンを親イオンとしたプロダ
クトイオンの質量スペクトルを測定した。LST BのPAに
よるシアロオリゴ糖誘導体誘導体の負イオンモードの質
量スペクトルを図2に、正イオンモードの質量スペクト
ルを図3に示す。負イオンモードでの質量スペクトル
(図2)では、シアロオリゴ糖の非還元末端からの構造
情報を示すB及びCシリーズ(図4参照)のシークエン
スイオンのシグナルピークが認められた。該スペクトル
では、2ヶ所の結合が切断されたInner fragment ionの
シグナル(m/z 493.3)も顕著に認められため、分岐
しているにもかかわらず直鎖構造の様な質量スペクトル
を与え、分岐位置に関する情報は得られなかった。した
がって、負イオンモードの測定では、分岐しているシア
ロオリゴ糖鎖の場合は、直鎖構造であると誤って解析し
てしまう可能性があることが示された。ただし、上記シ
グナル間の質量差から、構成単糖の情報を得ることがで
きた(表2及び図2参照)。一方、正イオンモードでの
質量スペクトル(図3)には、シアロオリゴ糖鎖の還元
末端からの構造情報を有する1,5XとYシリーズのシー
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
H]+から単糖単位での脱離が生じるという化学構造上
での情報を得ることができた(表3、4及び図3参
照)。また、Y3β3α、1.53αのイオンの
存在から、このものが分岐構造をとることが容易に解析
できることが明らかになった。以上のような結果から、
正・負両モードの測定を行うことで分岐位置を含めた一
次構造の詳細な解析が可能になることが判った。このよ
うな特徴は、分岐構造を有することが多いシアロオリゴ
糖の解析には極めて重要なことである。一方、実施例2
に記載されるFAB法以外のイオン化(MALDI法[正・負モ
ード],エレクトロスプレ・イオン化(ESI)法[正・
負モード])について、質量スペクトルを測定したが、
親イオンの強度不足より負イオンモードのスペクトルし
か測定できなかった。その結果、非還元末端からの構造
情報しか得られず、直鎖構造のシアロオリゴ糖にしか対
応できず、分岐位置を含めた一次構造の詳細な解析とい
う面においても劣った。
【0012】
【表2】
【0013】
【表3】
【0014】
【表4】
【0015】
【発明の効果】本発明質量分析法により、微量な試料の
場合においても、シアロ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シアロオリゴ鎖の構造を詳細に解
析することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】今回の実施例に用いたシアロオリゴ糖の化学構
造を示す図である。
【図2】LST BのPAによるシアロオリゴ糖誘導体をFAB用
イオン源でイオン化させた際に生じる[M−H]-を親
イオンとしたプロダクトイオンに関する負イオンモード
における質量スペクトルを示す図である。
【図3】LST BのPAによるシアロオリゴ糖誘導体をFAB用
イオン源でイオン化させた際に生じる[MH]+ を親イ
オンとしたプロダクトイオンに関する正イオンモードに
おける質量スペクトルを示す図である。
【図4】質量スペクトルにおけるシアロオリゴ糖の各フ
ラグメント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、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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シアロオリゴ糖の還元末端に2−アミノピ
    リジンを作用させて得られうるシアロオリゴ糖誘導体を
    衝撃イオン化法によりイオン化する工程を含むことを特
    徴とするシアロオリゴ糖の質量分析法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のシアロ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シアロオリゴ糖の構
    造を解析することを特徴とするシアロオリゴ糖の分析方
    法。
JP27940096A 1996-10-22 1996-10-22 シアロオリゴ糖の質量分析法 Pending JPH10123096A (ja)

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