WO2006106724A1 - タンパク質の分析方法、装置およびプログラム - Google Patents

タンパク質の分析方法、装置およびプログラム Download PDF

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ion
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Katsutoshi Takahashi
Kaoru Mogushi
Michisato Toyoda
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National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
    • H01J49/0036—Step by step routines describing the handling of the data generated during a measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins
    • G01N33/6848—Methods of protein analysis involving mass spectrometry

Definitions

  • the present invention relates to a method, an apparatus, and a program for determining a monoisotopic mass of a protein.
  • the monoisotopic mass refers to the mass obtained by calculating the composition formula with the mass number of isotopes having a high abundance ratio in the natural world, such as 12 C, 3 ⁇ 4, 14 N, 16 o, 32 s. .
  • the monoisotopic mass of the target protein cannot be obtained from the obtained plurality of isotope peaks, and the structure analysis of the target protein becomes difficult as it is.
  • averazine refers to a hypothetical protein that also has an average composition of amino acid power.
  • Non-patent literature 1 Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, 320-332
  • Non-patent literature 2 Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6, 229-233
  • An object of the present invention is to provide a method, an apparatus, and a program for obtaining a monoisotopic mass of a protein with higher accuracy.
  • the present invention is a method for determining the monoisotopic mass of a protein
  • step (e) a step of selecting an averazine precursor ion corresponding to a plurality of isotope peaks of the averazine ion obtained in the step (d),
  • step (j) The mass obtained by subtracting the mass difference obtained in step (i) from the mass of the protein precursor ion selected in step (b) is output as the monoisotopic mass of the protein.
  • the present invention after performing the steps (a) to (1), the protein precursor ion is fragmented at different sites in the step (c), and the steps (c) to (5) are repeated a plurality of times.
  • the mass occupying the largest number among the monoisotopic masses output in step (j) is selected as the monoisotopic mass of the protein.
  • the present invention provides the method as described above, wherein the step (g) of determining the degree of similarity uses a cosine coefficient of the mass spectrum pattern 1 and the mass spectrum pattern 2. is there.
  • the present invention is characterized in that, in the step (h), only the averazine precursor ion corresponding to the mass spectral pattern 2 having a cosine coefficient exceeding 0.9 is selected. Is the method.
  • the present invention is the above method, wherein the first mass analysis in the step (a) is performed using an orbiting time-of-flight mass spectrometer.
  • the present invention also provides that the fragmentation force protein precursor ion in the step (c) is irradiated with an electron beam and a Z or infrared laser beam, and
  • This method is carried out by colliding a rare gas atom with a protein precursor ion.
  • the present invention is the above method, wherein the second mass analysis in the step (c) is performed using a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer.
  • the present invention is also the above method, wherein the target protein has a molecular weight of 10 kDa or more.
  • the present invention is an apparatus for determining a monoisotopic mass of a protein
  • a protein precursor ion selection means for selecting a protein precursor corresponding to one isotope peak from a plurality of isotope peaks of the protein ion obtained in the first mass spectrometry performed on the target protein;
  • Averazine precursor ion selection means for selecting each averazine precursor ion corresponding to a plurality of isotope peaks of averazine ions obtained by the virtual first mass spectrometry means
  • a virtual second mass analysis is performed on the averazine product ions obtained by virtually fragmenting a plurality of averazine precursor ions selected by the averazine precursor ion selection means, and a plurality of mass spectrum patterns 2 are obtained.
  • Second mass spectrometry method Second mass spectrometry method
  • Similarity calculation means for calculating the similarity between the mass spectrum pattern 1 obtained by the mass spectrum pattern 1 acquisition means and the plurality of mass spectrum patterns 2 obtained by the virtual second mass analysis means;
  • Similar averazine precursor ion selection means for selecting an averazine precursor ion corresponding to the mass spectrum pattern 2 having the highest similarity among the similarities obtained by the similarity calculation means,
  • a mass difference calculating means for calculating a mass difference from the mass of the averazine precursor ion selected by the similar averazine precursor ion selection means by calculating a mass difference of the averazine monoisotopic mass;
  • Protein precursor selected by the protein precursor ion selection means An output means for outputting a mass obtained by subtracting the mass difference obtained by the mass difference calculation means from the mass of ON as the monoisotopic mass of the protein;
  • the mass spectrum pattern 1 acquisition means fragments protein precursor ions at different sites to output a plurality of monoisotopic masses, and the mass occupying the largest number of the masses of the protein.
  • the apparatus as described above, further comprising monoisotopic mass selection means for selecting as a monoisotopic mass.
  • the present invention is the above apparatus, wherein the cosine coefficients of the mass spectrum pattern 1 and the mass spectrum pattern 2 are used in calculating the similarity by the similarity calculation means. .
  • the present invention is the apparatus described above, wherein only the averazine precursor ion corresponding to the mass spectrum pattern 2 having the cosine coefficient exceeding 0.9 is selected.
  • the present invention is the apparatus described above, wherein the first mass analysis is performed using an orbiting time-of-flight mass spectrometer.
  • the present invention also provides that the fragmentation of the protein precursor ion is performed by irradiating the protein precursor ion with an electron beam and a Z or infrared laser beam, and
  • the above-described apparatus is performed by causing Z or a rare gas atom to collide with a protein precursor ion.
  • the present invention is the apparatus described above, wherein the second mass analysis is performed using a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer.
  • the present invention is the apparatus described above, wherein the target protein has a molecular weight of 10 kDa or more.
  • the present invention is a program for obtaining a monoisotopic mass of a protein, the computer comprising:
  • the protein precursor corresponding to one isotope peak is derived from the multiple isotope peaks of the protein ion obtained in the first mass analysis performed on the target protein.
  • Averazine precursor ion selection means for selecting each averazine precursor ion corresponding to a plurality of isotope peaks of averazine ions obtained by the virtual first mass spectrometry means
  • a virtual second mass analysis is performed on the averazine product ions obtained by virtually fragmenting a plurality of averazine precursor ions selected by the averazine precursor ion selection means, and a plurality of mass spectrum patterns 2 are obtained.
  • Second mass spectrometry method Second mass spectrometry method
  • Similarity calculation means for calculating the similarity between the mass spectrum pattern 1 obtained by the mass spectrum pattern 1 acquisition means and the plurality of mass spectrum patterns 2 obtained by the virtual second mass analysis means;
  • Similar averazine precursor ion selection means for selecting an averazine precursor ion corresponding to the mass spectrum pattern 2 having the highest similarity among the similarities obtained by the similarity calculation means,
  • a mass difference calculating means for calculating a mass difference from the mass of the averazine precursor ion selected by the similar averazine precursor ion selection means by calculating a mass difference of the averazine monoisotopic mass;
  • the present invention also provides a plurality of monoisotopic masses by fragmenting protein precursor ions at different sites in the mass spectrum pattern 1 acquisition means.
  • the program as described above, wherein the program further functions as monoisotopic mass selection means for outputting and selecting the mass occupying the largest number as the monoisotopic mass of the protein.
  • the present invention is the above program, wherein cosine coefficients of the mass spectrum pattern 1 and the mass spectrum pattern 2 are used in calculating the similarity by the similarity calculation means. .
  • the present invention is the above-mentioned program, wherein only the averazine precursor ion corresponding to the mass spectrum pattern 2 having the cosine coefficient exceeding 0.9 is selected.
  • the present invention is the program as described above, wherein the first mass analysis is performed using an orbiting time-of-flight mass spectrometer.
  • the present invention also provides that protein precursor ions are fragmented by irradiating the protein precursor ions with an electron beam and a Z or infrared laser beam, and
  • the above program is performed by causing a rare gas atom to collide with Z or a protein precursor ion.
  • the present invention is the program as described above, wherein the second mass analysis is performed using a Fourier transform ion cyclotron mass spectrometer.
  • the present invention is the above program, wherein the target protein has a molecular weight of 10 kDa or more.
  • a method, an apparatus, and a program for obtaining a monoisotopic mass of a protein with high accuracy can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the distribution of isotope peaks of a protein of [M + H +] 10000.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of protein isotopic peak distribution.
  • Fig. 3 shows the distribution of isotope peaks of Ummyoglobin [M + H +] 16941.97. It is.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a fragment in the case where a monoisotopic peak is selected in the precursor ion of ummyoglobin.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a fragment in the case where the 9th peak is selected in the precursor ion of ummyoglobin.
  • Fig. 6 is a diagram showing the mass spectrum of the b product ion (mass spectrum pattern 1) when the 9th peak is selected for the precursor ion of ummyoglobin.
  • Fig. 7 shows the preproduction of the b product ion of mumyoglobin (mZz7850. 08).
  • Toll pattern 1 Dotted line: Virtual product of 7900 Da calculated using Averazine (mass spectrum pattern 2)
  • FIG. 8 is a diagram showing the distribution of isotope peaks of umatitochrome C [M + H +] 11695.14.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the method, apparatus and program of the present invention.
  • FIG. 10 is a functional configuration diagram showing an embodiment of the apparatus and program of the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the molecular weight of the target protein used in the present invention is not particularly limited, but the method, apparatus and program of the present invention are particularly suitable for determining the monoisotopic mass of a protein of lOkDa or more.
  • FIG. 9 shows a flowchart of the method of the present invention.
  • the mass spectrometer to be used is not particularly limited, and examples thereof include a time-of-flight mass spectrometer.
  • An example of such a mass spectrometer is an orbital time-of-flight mass spectrometer as described in JP-A-2004-281350.
  • the mass spectrum pattern obtained in the step (a) for example, the one shown in FIG. 3 can be considered. That is, multiple isotope peaks are detected for the target protein.
  • the isotope peak selected here is preferably the largest peak or a peak around it. For convenience, the peak selected here is sometimes referred to as the nth isotope peak.
  • the method for fragmenting the protein precursor ion selected in step (c) in step (c) is not particularly limited.
  • the monoisotopic peak can be obtained with higher accuracy by changing the site where the protein precursor ion is fragmented, fragmenting at different sites, and repeating the following steps for multiple fragments. Can be obtained.
  • the mass spectrum pattern 1 obtained by fragmenting the protein precursor ion corresponding to this peak is, for example, as shown in FIG. It will be shown. That is, this protein precursor does not contain an isotope element having a large mass number, and even when it is fragmented, only a monoisotopic peak can be obtained.
  • Mass spectrum pattern 1 obtained by fragmenting the protein precursor ion corresponding to this peak is, for example, as shown in FIG.
  • this protein precursor ion contains an isotope element having a large mass number
  • the mass spectrum pattern 1 obtained by fragmenting it has an isotope peak force S in addition to the monoisotopic peak. Will appear.
  • the intensity ratio of the isotope peak is obtained from the mass spectrum pattern 1, the intensity ratio of the isotope peak obtained from the mass spectrum pattern 2 is compared, and the similarity is obtained. Become.
  • a virtual first mass analysis is performed on averazine having a specific molecular weight.
  • the specific molecular weight used here is determined as follows, for example. First, the mass of the protein precursor ion selected in step (b) is divided by the mass per averazine residue to obtain the number of averazine residues.
  • the mass per residue of averazine is 111. 1254, and its composition is C H N O S
  • a specific molecular formula for averazine can be obtained by multiplying each number of atoms by the obtained number of averazine residues.
  • the isotope peak intensity ratio can be calculated using the abundance ratio of the stable isotopes of each atom, which enables virtual mass spectrometry of averazine of a specific molecular weight. It will be possible.
  • the isotope peak intensity ratio means the ratio of the intensity of each isotope peak to the intensity of all isotope peaks obtained by mass spectrometry.
  • the calculation method of the isotope peak intensity ratio is not particularly limited.
  • convolution integral of the stable isotope abundance ratio of each atom can be used.
  • an averazine precursor ion corresponding to a plurality of isotope peaks of the averazine ion obtained in step (d) is selected.
  • the isotope peak selected here is a force that is appropriately determined according to the mass of averazine used. For example, for averazine of 10 to 20 kDa, the 20th isotope peak from the monoisotopic peak (0th peak) It can be. In other words, in the averazine of this mass, the 21 isotope peaks from 0 to 20 account for more than 95% of the total isotope peak intensity ratio, so the 21st and subsequent isotope peaks are This is because it can be ignored in the calculation.
  • the plurality of averazine precursors selected in the step (e) are virtually fragmented to perform a virtual second mass analysis, Obtain mass spectrum pattern 2.
  • LOOOODa preferably 5 to 1000 Da, more preferably 10 to 5 OODa, more preferably 50 to 200 Da, for example, lOODa
  • One example is to obtain averazine product ions for b series and y series by changing the fragmentation sites one by one.
  • the isotope peak intensity ratio can be calculated, resulting in a hypothetical second mass analysis that results in the selected averazine precursor one isotope peak.
  • a plurality of mass spectral patterns 2 can be obtained.
  • step (g) the similarity between the mass spectrum pattern 1 and each of the plurality of mass spectrum patterns 2 is obtained.
  • a cosine coefficient mass spectrum pattern 1 and mass spectrum pattern 2 obtained from each isotope peak intensity ratio of mass spectrum pattern 1 and mass spectrum pattern 2 is a vector. The inner product of two vectors divided by their norm) can be used.
  • the mass spectrum pattern 2 for obtaining the similarity is closest to the mass-to-charge ratio of the protein product ion corresponding to the mass spectrum pattern 1, and the averazine product It is preferred to select on and use the corresponding mass spectral pattern 2.
  • the degree of similarity between the plurality of mass spectrum patterns 2 and the mass spectrum pattern 1 is evaluated for each averazine precursor one isotope peak selected in the step (e).
  • the maximum peak in each of the mass spectrum pattern 1 and the mass spectrum pattern 2 is taken into consideration that the monoisotopic peak position in each product ion is unknown.
  • the cosine coefficient is obtained by performing parallel translation so that the two coincide with each other. If the cosine coefficient is lower than the reference value, it is preferable to make the identification impossible.
  • the reference value in this case is appropriately determined depending on the protein to be used. For example, when a cosine coefficient is used, it can be 0.7 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.9 or less. .
  • step (h) an averazine precursor ion corresponding to mass vector pattern 2 having the highest similarity among the similarities obtained in step (g) is selected.
  • step (i) the mass difference is obtained by subtracting the monoisotopic mass of averazine having a specific molecular weight from the mass of the averazine precursor ion selected in step (h). This is synonymous with the determination of the order of the isotope peak force of the averazine precursor ion selected in step (h) and the number of monoisotopic peak forces.
  • the monoisotopic mass can be obtained by calculation because each atom is known.
  • step (j) the mass obtained by subtracting the mass difference obtained in step (i) from the mass of the protein precursor ion selected in step (b) Output as isotopic mass. That is, isolating the isotopic peak (nth isotope peak) force of the protein precursor selected in step (b) Monoisotopic peak force This is synonymous with determining the number of isotope peaks. .
  • the monoisotopic mass of the target protein is determined.
  • the protein precursor ion is fragmented at different sites in the step (c), and the steps (c) to (j) are repeated a plurality of times.
  • the target protein model can be obtained with higher accuracy. The noisotopic mass can be determined.
  • the apparatus 10 of the present invention includes a protein precursor ion selection unit 11, a mass spectral pattern 1 acquisition unit 12 connected to the protein precursor ion selection unit 11, and a virtual first mass analysis.
  • Means 13 an averazine precursor ion selection means 14 connected to the virtual first mass analysis means 13, and a virtual second mass analysis means 15 connected to the averazine precursor ion selection means 14.
  • the mass vector pattern 1 acquisition means 12 and the virtual second mass analysis means 15 are both connected to the similarity calculation means 16, and the similarity calculation means 16 is connected to the similar averazine precursor / ion selection means 17 and is similar.
  • the averazine precursor / ion selection means 17 is connected to the mass difference calculation means 18, the mass difference calculation means 18 is connected to the output means 19, and the output means 19 is connected to the monoisotopic mass selection means 20.
  • the apparatus of the present invention is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
  • the protein precursor ion selection means 11 selects a protein precursor ion corresponding to one isotope peak from a plurality of isotope peaks of the protein ion obtained in the first mass analysis performed on the target protein. select.
  • the mass spectral pattern 1 acquisition means 12 is a mass obtained by the second mass spectrometry performed on the protein product ions obtained by fragmenting the protein precursor ions selected by the protein precursor ion selection means 11. Spectral pattern 1 is obtained.
  • the virtual first mass analyzing means 13 performs a virtual first mass analysis for averazine having a specific molecular weight. Then, the averazine precursor ion selection means 14 selects an averazine precursor ion corresponding to a plurality of isotope peaks of the averazine ion obtained by the virtual first mass analysis means 13, respectively.
  • the virtual second mass spectrometric means 15 includes a virtual second ion for the averazine product ions obtained by virtually fragmenting a plurality of averazine precursor ions selected by the averazine precursor ion selecting means 14. Perform mass spectrometry to obtain multiple mass spectrum patterns 2.
  • the similarity calculation means 16 includes a mass spectrum pattern 1 obtained by the mass spectrum pattern 1 acquisition means 12 and a plurality of mass spectra obtained by the virtual second mass analysis means 15. Calculate the degree of similarity with each of No.2. Then, the similar averazine precursor selection means 17 selects an averazine precursor ion corresponding to the mass spectrum pattern 2 having the highest similarity among the similarities obtained by the similarity calculation means 16. Next, the mass difference calculation means 18 calculates a mass difference obtained by subtracting the monoisotopic mass of the averazine from the mass of the averazine precursor ion selected by the similar averazine precursor ion selection means 17. Then, the output means 19 obtains the mass obtained by subtracting the mass difference obtained by the mass difference calculating means 18 from the mass of the protein precursor ion selected by the protein precursor ion selecting means 11. Output as isotopic mass.
  • the monoisotopic mass of the target protein is determined.
  • the monoisotopic mass selection means 20 causes the output means 19 to output a plurality of monoisotopic masses by fragmenting the protein precursor ion at different sites in the mass spectrum pattern 1 acquisition means 12. The mass occupying the largest number is selected as the monoisotopic mass of the protein.
  • the program of the present invention causes a computer to function as each means in the above-described apparatus of the present invention.
  • Ummioglobin also has a 153 amino acid residue power and a monoisotopic mass of 1 6941.97 Da.
  • step (a) the mass spectrum pattern of the precursor ion of hammamyoglobin obtained in step (a) was created by calculating the isotope peak intensity ratio (Fig. 3).
  • step (b) calculation was performed for the case where the 6th to 12th isotope peaks of each of the ummyoglobin precursor ions were selected.
  • the mass-to-charge ratio of b series and y series with monovalent charge is The amino acid sequence power of can also be calculated, and the results are shown in Table 1.
  • the isotope peak intensity ratio was calculated by convolution using Fourier transform, using the abundance of each atom in the molecule and the abundance of stable isotopes.
  • the 9th isotope peak (16950. 97Da) of the union myoglobin precursor ion was selected and fragmented to obtain the union myoglobin product ion b (7850.08Da
  • FIG. 6 shows the mass spectral pattern 1).
  • peak is the monoisotopic peak force, and usually the largest peak or its surrounding peak is selected and the nth peak is selected. The following evaluation will be conducted.
  • step (d) virtual mass spectrometry was performed using 16950 Da averazine.
  • the atomic composition at this time is CHNOS
  • the step (e) is performed when the isotopic peak from the monoisotopic peak of the precursor ion (hereinafter referred to as the 0th peak) to the 20th is selected. Calculations were to be performed.
  • step (g) the degree of similarity was evaluated for the mass spectrum pattern 1 obtained in the step (c) and the mass spectrum pattern 2 obtained in the step (f).
  • step (f) The evaluation of similarity with respect to pattern 1 was performed as follows. First, out of the 169 averazine product ions obtained in step (f), 7900 Da averazine product ions were compared to the mass of umamioglobin product ions b (7850.08 Da).
  • each of the isotope peak patterns of the 0th to 20th averazine precursor ions was defined as a mass spectral pattern 2 whose similarity should be evaluated.
  • the similarity was evaluated by calculating the cosine coefficient of mass spectrum pattern 1 and mass spectrum pattern 2.
  • the isotope peak of the Robin Precursor ion was evaluated as the 9th strongest similarity in step (g).
  • umamioglobin product ion b is the umamioglobin precursor.
  • the isotope selection peak of the precursor ion was correctly evaluated in 192, which is 91.4% of 210 product ions in the b and y series. At this time, no cosine coefficient of 0.9 or less was observed.
  • the selected isotope peak with a probability of 80 to 90% or more ⁇ .
  • the underlined part in Table 2 is the force V, which is the number of product ions correctly evaluated for the isotope selection peak of the precursor ion, and the force S, which is correctly evaluated even for the deviation. Therefore, it was shown that the most correct one of the precursor ion isotope-selected peaks evaluated by each product ion when using euma myoglobin.
  • Umatitochrome C consists of 104 amino acid residues with a monoisotopic mass of 11695.14 Da.
  • step (a) a mass spectrum of precursor ion of umatitochrome C obtained in step (a) was created by calculating the isotope peak intensity ratio (Fig. 8). [0092] In step (b), all calculations were performed when the 6th force of the precursor ion and the 12th isotope peak were selected, respectively.
  • the mass-to-charge ratio of b-series and y-series with a monovalent charge can also calculate the amino acid sequence of ummyoglobin.
  • step (d) virtual mass spectrometry was performed using 11700 Da averazine.
  • the atomic composition at this time is C H N O S and
  • the step (e) includes the steps from the monoisotopic peak of the precursor ion to the 20th Calculations were made for the case where each isotope peak was selected.
  • step (g) the degree of similarity was evaluated for mass spectrum pattern 1 obtained in step (c) and mass spectrum pattern 2 obtained in step (f).

Abstract

【課題】　精度の高い、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法、装置およびプログラムを提供する。 【解決手段】　目的タンパク質の１つ同位体を断片化して質量分析を行い、マススペクトルパターン１を得る工程、特定の分子量のアベラジンの複数の同位体ピークに対応するアベラジンプレカーサーイオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮想的な質量分析を行い、複数のマススペクトルパターン２を得る工程、前記マススペクトルパターン１と前記複数のマススペクトルパターン２のうち、最も高い類似度を有するマススペクトルパターン２を選択して、アベラジンプレカーサーイオンとモノアイソトピック質量との差を求める工程、前記の差から、目的タンパク質のモノアイソトピック質量を求める工程、を用いる。  

Description

明 細 書
タンパク質の分析方法、装置およびプログラム
技術分野
[0001] 本発明は、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法、装置およびプログラム に関する。
背景技術
[0002] 通常、タンパク質の構造を解析する場合には、そのタンパク質のモノアイソトピック 質量を求めることが必要となる。ここで、モノアイソトピック質量とは、 12C, ¾, 14N, 16 o, 32sなど、天然界で存在比率の高い同位体の質量数で組成式を計算して得られ る質量をいう。
[0003] ところで、タンパク質の質量 (分子量)を分析する場合には、マススペクトルを用いて 行うことが一般的である。即ち、 目的とするタンパク質を単離してイオンィ匕し、質量分 析装置 (MS)を用いてこれを分析することにより、その質量が求められる。
[0004] しかし、タンパク質を構成する元素には、各々同位体が存在し、自然界において一 定割合でこれらの同位体が含まることが知られている。例えば、炭素について見てみ ると、安定な同位体は、おおよそ12 C : 13C = 0. 989 : 0. 011の割合で存在している。 このため、 目的タンパク質についてマススペクトルを求めた場合、たとえ単離された純 粋なタンパク質であっても、モノァイソトピックピーク以外の複数の同位体ピークが分 布したマススペクトルパターンが得られることとなる（図 1参照)。
[0005] そして、タンパク質の質量が大きくなるに従 、、得られる同位体ピークの数が増加し 、ピーク 1つ当たりの相対的な強度が弱くなり、マススペクトルパターンもブロードとな ることが知られている（図 2 (A)〜(D)参照)。さらに、タンパク質の質量が大きくなつ た場合には、モノアイソトピックピークが検出されず、同位体ピークのみが検出される こととなる（図 3参照)。
[0006] したがって、得られた複数の同位体ピークから、 目的タンパク質のモノァイソトピック 質量を求めることはできず、このままでは目的タンパク質の構造解析が困難となる。
[0007] そこで、これらのモノアイソトピック質量を求める方法としては、各分子量のアベラジ ンについてそれぞれマススペクトルパターンを予め計算により求めておき、これを実 際に測定した目的タンパク質のマススペクトルパターンと比較することにより、モノアイ ソトピック質量を求める方法が知られている（非特許文献 1および 2)。
[0008] ここで、アベラジンとは、平均的な組成のアミノ酸力も構成される仮想的なタンパク 質をいう。
[0009] そして、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法としては、より精度の高いも のが必要とされている。
非特許文献 1 : Am. Soc. Mass Spectrom. 2000、 11、 320- 332 非特許文献 2 : Am. Soc. Mass Spectrom. 1995, 6、 229 - 233
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明の課題は、より精度の高 、、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方 法、装置およびプログラムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 即ち、本発明は、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法であって、
(a)目的タンパク質について第 1の質量分析を行う工程、
(b)前記 (a)工程で得られたタンパク質イオンの複数の同位体ピークから、 1つの同 位体ピークに対応するタンパク質プレカーサ一イオンを選択する工程、
(c)前記 (b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンを断片化したタンパク 質プロダクトイオンについて第 2の質量分析を行い、マススペクトルパターン 1を得る 工程、
(d)特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う工程、
(e)前記 (d)工程で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに対応するアベ ラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択する工程、
(f)前記 (e)工程で選択された複数のアベラジンプレカーサ一イオンを仮想的に断片 化したアベラジンプロダクトイオンにっ 、て仮想的な第 2の質量分析を行 、、複数の マススペクトルパターン 2を得る工程、
(g)前記マススペクトルパターン 1と前記複数のマススペクトルパターン 2それぞれと の類似度を求める工程、
(h)前記 (g)工程で得られた類似度のうち、最も高 、類似度を有するマススペクトル パターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する工程、
(i)前記 (h)工程で選択されたアベラジンプレカーサ一イオンの質量から、前記アベ ラジンのモノアイソトピック質量を差し引いた質量差を求める工程、
(j)前記 (b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンの質量から、前記 (i)ェ 程で得られた質量差を差し引いた質量を、前記タンパク質のモノアイソトピック質量と して出力する工程、
を含む、方法である。
[0012] また、本発明は、前記 (a)〜①工程を行った後、（c)工程においてタンパク質プレ カーサ一イオンを異なる部位で断片化して (c)〜 工程を複数回繰り返し、複数回 の (j)工程で出力されたモノアイソトピック質量のうち、最大多数を占める質量を前記 タンパク質のモノアイソトピック質量として選択することを特徴とする、上記の方法であ る。
[0013] また、本発明は、前記 (g)工程の類似度を求める工程が、前記マススペクトルバタ ーン 1と前記マススペクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、上記 の方法である。
[0014] また、本発明は、前記 (h)工程において、コサイン係数が 0. 9を超えるマススぺタト ルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンのみを選択することを特徴と する、上記の方法である。
[0015] また、本発明は、前記 (a)工程における第 1の質量分析を、周回型飛行時間型質 量分析装置を用いて行うことを特徴とする、上記の方法である。
[0016] また、本発明は、前記 (c)工程における断片化力 タンパク質プレカーサ一イオン に電子ビームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および Zまたは
、タンパク質プレカーサ一イオンに希ガス原子を衝突させること、により行われることを 特徴とする、上記の方法である。
[0017] また、本発明は、前記 (c)工程におえる第 2の質量分析を、フーリエ変換イオンサイ クロトロン質量分析装置を用いて行うことを特徴とする、上記の方法である。 [0018] また、本発明は、 目的タンパク質が、 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とす る、上記の方法である。
[0019] また、本発明は、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める装置であって、
目的タンパク質について行われた第 1の質量分析で得られたタンパク質イオンの複 数の同位体ピークから、 1つの同位体ピークに対応するタンパク質プレカーサーィォ ンを選択するタンパク質プレカーサ一イオン選択手段、
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンを断片化したタンパク質プロダクトイオンにっ ヽて行われた、第 2の質量分析で 得られたマススペクトルパターン 1を得るマススペクトルパターン 1取得手段、 特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う仮想的第 1質量 分析手段、
前記仮想的第 1質量分析手段で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに 対応するアベラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択するアベラジンプレカーサ一 イオン選択手段、
前記アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択された複数のアベラジンプレカ ーサーイオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮想的な第 2の質量分析を行ヽ、複数のマススペクトルパターン 2を得る仮想的第 2質量分析手 段、
前記マススペクトルパターン 1取得手段で得られたマススペクトルパターン 1と、前記 仮想的第 2質量分析手段で得られた複数のマススペクトルパターン 2それぞれとの類 似度を算出する類似度算出手段、
前記類似度算出手段で得られた類似度のうち、最も高い類似度を有するマススぺク トルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する類似アベラジン プレカーサ一イオン選択手段、
前記類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択されたアベラジンプレカー サーイオンの質量から、前記アベラジンのモノアイソトピック質量を差し弓 I V、た質量差 を算出する質量差算出手段、および
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンの質量から、前記質量差算出手段で得られた質量差を差し引いた質量を、前記 タンパク質のモノアイソトピック質量として出力する出力手段、
を備えることを特徴とする装置である。
[0020] また、本発明は、前記マススペクトルパターン 1取得手段においてタンパク質プレカ ーサーイオンを異なる部位で断片化することにより、複数のモノアイソトピック質量を 出力させ、最大多数を占める前記質量を前記タンパク質のモノアイソトピック質量とし て選択するモノアイソトピック質量選択手段、をさらに備えることを特徴とする、上記の 装置である。
[0021] また、本発明は、前記類似度算出手段にて類似度を算出するにあたり、マススぺク トルパターン 1とマススペクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、 上記の装置である。
[0022] また、本発明は、前記コサイン係数が 0. 9を超えるマススペクトルパターン 2に対応 するアベラジンプレカーサ一イオンのみを選択することを特徴とする、上記の装置で ある。
[0023] また、本発明は、第 1の質量分析は、周回型飛行時間型質量分析装置を用いて行 われることを特徴とする、上記の装置である。
[0024] また、本発明は、タンパク質プレカーサ一イオンの断片化は、タンパク質プレカーサ 一イオンに電子ビームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および
Zまたは、タンパク質プレカーサ一イオンに希ガス原子を衝突させること、により行わ れることを特徴とする、上記の装置である。
[0025] また、本発明は、第 2の質量分析は、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析装 置を用いて行われることを特徴とする、上記の装置である。
[0026] また、本発明は、 目的タンパク質は、 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とす る、上記の装置である。
[0027] また、本発明は、タンパク質のモノアイソトピック質量を求めるプログラムであって、コ ンピュータを、
目的タンパク質について行われた第 1の質量分析で得られたタンパク質イオンの複 数の同位体ピークから、 1つの同位体ピークに対応するタンパク質プレカーサーィォ ンを選択するタンパク質プレカーサ一イオン選択手段、
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンを断片化したタンパク質プロダクトイオンにっ ヽて行われた、第 2の質量分析で 得られたマススペクトルパターン 1を得るマススペクトルパターン 1取得手段、 特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う仮想的第 1質量 分析手段、
前記仮想的第 1質量分析手段で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに 対応するアベラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択するアベラジンプレカーサ一 イオン選択手段、
前記アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択された複数のアベラジンプレカ ーサーイオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮想的な第 2の質量分析を行ヽ、複数のマススペクトルパターン 2を得る仮想的第 2質量分析手 段、
前記マススペクトルパターン 1取得手段で得られたマススペクトルパターン 1と、前記 仮想的第 2質量分析手段で得られた複数のマススペクトルパターン 2それぞれとの類 似度を算出する類似度算出手段、
前記類似度算出手段で得られた類似度のうち、最も高い類似度を有するマススぺク トルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する類似アベラジン プレカーサ一イオン選択手段、
前記類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択されたアベラジンプレカー サーイオンの質量から、前記アベラジンのモノアイソトピック質量を差し弓 I V、た質量差 を算出する質量差算出手段、および
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンの質量から、前記質量差算出手段で得られた質量差を差し引いた質量を、前記 タンパク質のモノアイソトピック質量として出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするプログラムである。
また、本発明は、前記マススペクトルパターン 1取得手段においてタンパク質プレカ ーサーイオンを異なる部位で断片化することにより、複数のモノアイソトピック質量を 出力させ、最大多数を占める前記質量を前記タンパク質のモノアイソトピック質量とし て選択するモノアイソトピック質量選択手段、としてさらに機能させることを特徴とする 、上記のプログラムである。
[0029] また、本発明は、前記類似度算出手段にて類似度を算出するにあたり、マススぺク トルパターン 1とマススペクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、 上記のプログラムである。
[0030] また、本発明は、前記コサイン係数が 0. 9を超えるマススペクトルパターン 2に対応 するアベラジンプレカーサ一イオンのみを選択することを特徴とする、上記のプロダラ ムである。
[0031] また、本発明は、第 1の質量分析は、周回型飛行時間型質量分析装置を用いて行 われることを特徴とする、上記のプログラムである。
[0032] また、本発明は、タンパク質プレカーサ一イオンの断片化は、タンパク質プレカーサ 一イオンに電子ビームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および
Zまたは、タンパク質プレカーサ一イオンに希ガス原子を衝突させること、により行わ れることを特徴とする、上記のプログラムである。
[0033] また、本発明は、第 2の質量分析は、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析装 置を用いて行われることを特徴とする、上記のプログラムである。
[0034] また、本発明は、 目的タンパク質は、 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とす る、上記のプログラムである。
発明の効果
[0035] 本発明によれば、精度の高!、、タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法、 装置およびプログラムが得られる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1]図 1は、 [M+H+] 10000のタンパク質の同位体ピークの分布例を示す図であ る。
[図 2]図 2は、タンパク質の同位体ピークの分布例を示す図である。 (A) [M+H+] 10
00、（B) [M+H+] 5000、（C) [M+H+] 10000、（D) [M+H+] 20000
[図 3]図 3は、ゥマミオグロビン [M+H+] 16941. 97の同位体ピークの分布を示す図 である。
[図 4]図 4は、ゥマミオグロビンのプレカーサ一イオンにおいてモノアイソトピックピーク を選択した場合のフラグメントの例を示す図である。
[図 5]図 5は、ゥマミオグロビンのプレカーサ一イオンにおいて 9番目のピークを選択し た場合のフラグメントの例を示す図である。
[図 6]図 6は、ゥマミオグロビンのプレカーサ一イオンにおいて 9番目のピークを選択し た場合の b プロダクトイオンのマススペクトル（マススペクトルパターン 1)を示す図で
70
ある。
[図 7]図 7は、ゥマミオグロビンの b プロダクトイオン（mZz7850. 08)において、プレ
70
カーサ一イオンで選択された同位体ピークが 6— 12番目であると仮定した場合のマ ススペクトルと比較した結果を示す図である。 実線: b のマススペクトル (マススぺク
70
トルパターン 1) 点線:アベラジンを用いて計算された 7900Daの仮想プロダクトィォ ン（マススペクトルパターン 2)
[図 8]図 8は、ゥマチトクローム C[M+H+] 11695. 14の同位体ピークの分布を示す 図である。
[図 9]図 9は、本発明の方法、装置およびプログラムの動作を示すフローチャートであ る。
[図 10]図 10は、本発明の装置およびプログラムの実施形態を示す機能構成図である 発明を実施するための最良の形態
[0037] 本発明に用いる目的タンパク質の分子量としては、特に制限はないが、 lOkDa以 上のタンパク質のモノアイソトピック質量を求める場合に、本発明の方法、装置および プログラムが特に適して 、る。
[0038] 以下、本発明の方法について説明する。なお、図 9に本発明の方法のフローチヤ一 卜を示す。
[0039] 本発明の (a)工程において、第 1の質量分析を行う場合に、用いる質量分析装置と しては、特に制限はないが、例えば飛行時間型質量分析計を挙げることができる。そ して、 (b)工程で得られた複数の同位体ピークから 1つの同位体ピークに対応するタ ンパク質プレカーサ一イオンを選択することを考慮すると、イオン選別の分解能が高 い質量分析装置を用いることが好ましい。このような質量分析装置としては、例えば、 特開 2004— 281350号公報に記載されたような周回型飛行時間型質量分析装置 を挙げることができる。
[0040] ここで、 （a)工程において得られるマススペクトルパターンとしては、例えば、図 3に 示すものが考えられる。即ち、 目的タンパク質について複数の同位体ピークが検出さ れることとなる。
[0041] そして、（b)工程にぉ 、ては、上記（a)工程で得られたタンパク質イオンの複数の同 位体ピークから、任意の 1つの同位体ピークに対応するタンパク質プレカーサーィォ ンを選択する。ここで選択する同位体ピークとしては、もっとも大きいピークまたはそ の周辺のピークとすることが好ましい。以下便宜的に、ここで選択されたピークを、 n 番目の同位体ピークということがある。
[0042] つぎに、（c)工程にぉ 、て、（b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンを 断片化する方法としては、特に制限はないが、例えば、電子ビームを照射する方法（ ECD)や、赤外レーザービームを照射する方法 (IRMPD)、さらには、アルゴンやへ リウムなどの希ガス原子を衝突させる方法 (CID)等を挙げることができる。
[0043] なお、ここでタンパク質プレカーサ一イオンを断片化する部位を変化させ、異なる部 位で断片化させて複数の断片について以下の工程を繰り返して行うことにより、より 高い精度でモノアイソトピックピークを求めることができることとなる。
[0044] また、 (c)工程にぉ 、て、断片化されたタンパク質プレカーサ一イオンにっ 、て第 2 の質量分析を行う場合に用いる質量分析装置としては、特に制限はないが、フーリエ 変^オンサイクロトロン質量分析装置等を用いることができる。
[0045] そして、選択された同位体ピークがモノアイソトピックピークである場合には、このピ ークに対応するタンパク質プレカーサ一イオンを断片化して得られるマススペクトル パターン 1は、例えば、図 4に示すものとなる。即ち、このタンパク質プレカーサーィォ ンには、質量数の大きな同位体元素は含まれておらず、これを断片化した場合にも モノアイソトピックピークのみが得られることとなる。
[0046] これに対して、選択された同位体ピークがモノアイソトピックピークでない場合には、 このピークに対応するタンパク質プレカーサ一イオンを断片化して得られるマススぺ タトルパターン 1は、例えば、図 5に示すものとなる。即ち、このタンパク質プレカーサ 一イオンには、質量数の大きな同位体元素が含まれているため、これを断片化して 得られるマススペクトルパターン 1には、モノアイソトピックピークの他に同位体ピーク 力 S現れることとなる。
[0047] そして、ここで得られるマススペクトルパターン 1を、後述のアベラジンについての仮 想的な質量分析により得られるマススペクトルパターン 2と比較することにより、選択さ れた同位体ピークが何番目の同位体ピークである力 (即ち、モノアイソトピック質量よ り 、くつ質量数が多 、か）を求めることが可能となる。
[0048] より具体的には、マススペクトルパターン 1から同位体ピークの強度比を求め、これと マススペクトルパターン 2から得られる同位体ピークの強度比とを比較し、その類似度 を求めることとなる。
[0049] 次に、アベラジンを用いてマススペクトルパターン 2を求める工程について説明する
[0050] 即ち、（d)工程において、特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量 分析を行う。ここで用いる特定の分子量は、例えば、以下のようにして決定される。ま ず、（b)工程において選択されたタンパク質プレカーサ一イオンの質量を、アベラジ ン 1残基当たりの質量で割って、アベラジンの残基数を求める。ここで、アベラジン 1 残基当たりの質量は 111. 1254であり、その組成は C H N O S
4. 9384 7. 7583 1. 3577 1. 4773 0. であることが知られている。そして、このアベラジン 1残基当たりの C、 H、 N、 0、 S
0417
の各原子数に、求めたアベラジン残基数を掛けることにより、アベラジンについて特 定の分子式を求めることができる。
[0051] 次に、上で求めた特定の分子量のアベラジンについて、仮想的な質量分析を行う。
上記の分子量を求める際に、アベラジン 1残基当たりの C、 H、 N、 0、 Sの各原子数 に、アベラジン残基数を掛けているため、同時にアベラジンの原子糸且成が求まること となる。そして、原子組成が分かれば、各原子の安定同位体の存在比を利用して、 同位体ピーク強度比を計算することができることとなり、これにより特定の分子量のァ ベラジンについて仮想的な質量分析を行えることとなる。 [0052] なお、同位体ピーク強度比とは、質量分析によって得られたすべての同位体ピーク の強度に対する、各同位体ピークの強度の比を意味する。
[0053] また、同位体ピーク強度比の計算方法としては特に制限はないが、例えば、各原子 の安定同位体存在比の畳み込み積分を用いることができる。
[0054] 次に、（e)工程として、（d)工程で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピーク に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する。ここで選択する同位体ピーク としては、用いるアベラジンの質量に応じて適宜決定される力 例えば、 10〜20kDa のアベラジンであれば、モノアイソトピックピーク（0番目のピーク）から 20番目の同位 体ピークとすることができる。即ち、この程度の質量のアベラジンにおいては、 0から 2 0番目までの 21の同位体ピークにより、全体の同位体ピーク強度比の 95%以上を占 めるため、 21番目以降の同位体ピークは計算上無視できるためである。
[0055] そして、（f)工程にぉ 、て、 (e)工程で選択された複数のアベラジンプレカーサーィ オンを仮想的に断片化して、仮想的な第 2の質量分析を行い、複数のマススペクトル パターン 2を得る。アベラジンプレカーサ一イオンを仮想的に断片化する方法として は、例えば、 1〜： LOOOODaずつ、好ましくは 5〜1000Daずつ、より好ましくは 10〜5 OODaずつ、さらに好ましくは 50〜200Daずつ、例えば lOODaずつ断片化する部位 を変化させて、 b系列および y系列について、各々アベラジンプロダクトイオンを得るこ とが挙げられる。そして、断片化されたそれぞれのアベラジンプロダクトイオンについ て、同位体ピーク強度比を計算できるため、その結果が仮想的な第 2の質量分析とな り、選択されたアベラジンプレカーサ一同位体ピーク毎に、複数のマススペクトルパタ ーン 2を得ることができることとなる。
[0056] 次に、（g)工程として、マススペクトルパターン 1と複数のマススペクトルパターン 2そ れぞれとの類似度を求める。類似度を評価する方法には特に制限はないが、例えば 、マススペクトルパターン 1とマススペクトルパターン 2の各同位体ピーク強度比から求 めたコサイン係数（マススペクトルパターン 1とマススペクトルパターン 2をベクトルとみ なし、 2つのベクトルの内積をそれぞれのノルムで割った値）を用いることができる。
[0057] ここで類似度を求めるマススペクトルパターン 2としては、マススペクトルパターン 1に 対応するタンパク質プロダクトイオンの質量電荷比に最も近 、アベラジンプロダクトィ オンを選択し、これに対応するマススペクトルパターン 2を用いることが好まし 、。
[0058] そして、 (e)工程で選択されたアベラジンプレカーサ一同位体ピーク毎に、複数の マススペクトルパターン 2とマススペクトルパターン 1との類似度を評価する。そして、 コサイン係数を用いて類似度を評価する場合には、各プロダクトイオンにおけるモノ ァイソトピックピーク位置が不明であることを考慮して、マススペクトルパターン 1、マス スペクトルパターン 2におけるそれぞれの最大ピークが一致するように平行移動させ てコサイン係数を求めることが好ましい。なお、コサイン係数が基準値を下回る場合 は、同定不能とすることが好ましい。この場合の基準値としては、用いるタンパク質等 により適宜決定されるが、例えば、コサイン係数を用いる場合は 0. 7以下、好ましくは 0. 8以下、より好ましくは 0. 9以下とすることができる。
[0059] (h)工程として、（g)工程で得られた類似度のうち、最も高!、類似度を有するマスス ベクトルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する。
[0060] 次に、（i)工程として、（h)工程で選択されたアベラジンプレカーサ一イオンの質量 から、特定の分子量のアベラジンのモノアイソトピック質量を差し引 、た質量差を求め る。これは、（h)工程で選択されたアベラジンプレカーサ一イオンの同位体ピーク力 モノアイソトピックピーク力も数えて何番目である力を求めることと同義となる。なお、 特定の分子量のアベラジンについては、各原子糸且成が分かっているため、モノアイソ トピック質量を計算により求めることができる。
[0061] 最後に、 (j)工程として、（b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンの質 量から、前記 (i)工程で得られた質量差を差し引いた質量を、 目的タンパク質のモノ ァイソトピック質量として出力する。即ち、（b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ 一イオンの同位体ピーク（n番目の同位体ピーク）力 モノアイソトピックピーク力 数 えて何番目の同位体ピークであるかを求めることと同義となる。
[0062] 以上の工程により、 目的タンパク質のモノアイソトピック質量が求められることとなる。
[0063] なお、（a)〜(； j)工程を行った後、（c)工程においてタンパク質プレカーサ一イオン を異なる部位で断片化して (c)〜 (j)工程を複数回繰り返し、複数回の (j)工程で出 力されたモノアイソトピック質量のうち、最大多数を占める質量を前記タンパク質のモ ノアイソトピック質量として選択することにより、さらに高い精度で目的タンパク質のモ ノアイソトピック質量を求めることができる。
[0064] 以下、図 10を参照して、本発明の装置について説明する。
[0065] 図 10において、本発明の装置 10は、タンパク質プレカーサ一イオン選択手段 11、 タンパク質プレカーサ一イオン選択手段 11に接続されたマススペクトルパターン 1取 得手段 12、および、仮想的第 1質量分析手段 13、仮想的第 1質量分析手段 13に接 続されたアベラジンプレカーサ一イオン選択手段 14、アベラジンプレカーサ一イオン 選択手段 14に接続された仮想的第 2質量分析手段 15を備えている。そして、マスス ベクトルパターン 1取得手段 12と仮想的第 2質量分析手段 15は、ともに類似度算出 手段 16に接続され、類似度算出手段 16は類似アベラジンプレカーサ一イオン選択 手段 17に接続され、類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段 17は質量差算出 手段 18に接続され、質量差算出手段 18は出力手段 19に接続され、出力手段 19は モノアイソトピック質量選択手段 20に接続されて 、る。
[0066] 本発明の装置は上記のように構成されており、以下その作用について説明する。
[0067] タンパク質プレカーサ一イオン選択手段 11は、 目的タンパク質について行われた 第 1の質量分析で得られたタンパク質イオンの複数の同位体ピークから、 1つの同位 体ピークに対応するタンパク質プレカーサ一イオンを選択する。そして、マススぺタト ルパターン 1取得手段 12は、タンパク質プレカーサ一イオン選択手段 11で選択され たタンパク質プレカーサ一イオンを断片化したタンパク質プロダクトイオンについて行 われた、第 2の質量分析で得られたマススペクトルパターン 1を得る。
[0068] 一方、仮想的第 1質量分析手段 13は、特定の分子量のアベラジンについて仮想的 な第 1の質量分析を行う。そして、アベラジンプレカーサ一イオン選択手段 14は、仮 想的第 1質量分析手段 13で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに対応 するアベラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択する。次に、仮想的第 2質量分析 手段 15は、アベラジンプレカーサ一イオン選択手段 14で選択された複数のアベラジ ンプレカーサ一イオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮 想的な第 2の質量分析を行 ヽ、複数のマススペクトルパターン 2を得る。
[0069] 類似度算出手段 16は、マススペクトルパターン 1取得手段 12で得られたマススぺク トルパターン 1と、前記仮想的第 2質量分析手段 15で得られた複数のマススペクトル ノ ターン 2それぞれとの類似度を算出する。そして、類似アベラジンプレカーサーィ オン選択手段 17は、類似度算出手段 16で得られた類似度のうち、最も高い類似度 を有するマススペクトルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択 する。次に、質量差算出手段 18は、類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段 17 で選択されたアベラジンプレカーサ一イオンの質量から、前記アベラジンのモノアイソ トピック質量を差し引いた質量差を算出する。そして、出力手段 19は、タンパク質プ レカーサ一イオン選択手段 11で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンの質量か ら、前記質量差算出手段 18で得られた質量差を差し引いた質量を、前記タンパク質 のモノアイソトピック質量として出力する。
[0070] 以上により、 目的とするタンパク質のモノアイソトピック質量が求められることとなる。
[0071] なお、モノアイソトピック質量選択手段 20は、マススペクトルパターン 1取得手段 12 においてタンパク質プレカーサ一イオンを異なる部位で断片化することにより、複数 のモノアイソトピック質量を出力手段 19に出力させ、最大多数を占める前記質量を前 記タンパク質のモノアイソトピック質量として選択する。
[0072] これにより、より精度の高い、モノアイソトピック質量を求めることができる。
[0073] 本発明のプログラムは、コンピュータを、上記の本発明の装置における各手段とし て機會させるものである。
実施例 1
[0074] シミュレーションによる実施として、ゥマのミオグロビンを用いた計算による検証実験 を行った。ゥマミオグロビンは 153のアミノ酸残基力もなり、モノァイソトピック質量は 1 6941. 97Daである。
[0075] まず、（a)工程で得られるゥマミオグロビンのプレカーサ一イオンのマススペクトルパ ターンを、同位体ピーク強度比を計算することより作成した (図 3)。
[0076] (b)工程としては、ゥマミオグロビンプレカーサ一イオンの 6番目から 12番目の同位 体ピークをそれぞれ選択した場合についての計算を行うものとした。
[0077] (c)工程のシミュレーションとして、仮想的な断片化により b系列として b 、b 、 · · ·、
10 20 b 、 y系列として y、 y 、 · · ·、 y のそれぞれ 15個ずつ、計 30個のプロダクトイオン
150 3 13 143
を作成した。 1価のチャージを持つ b系列、 y系列の質量電荷比は、ゥマミオグロビン のアミノ酸配列力も計算することができ、その結果を表 1に示す。ここで、それぞれの プロダクトイオンがプレカーサ一イオンの 6番目力 12番目の同位体ピークから生成 された場合について同位体ピーク強度比の計算を行い、計 30 X 7 = 210個のマスス ベクトルパターン 1を得た。これらの計算は、ゥマミオグロビンのアミノ酸配列力 それ ぞれのプロダクトイオンの原子組成を求めることにより行った。また、同位体ピーク強 度比の計算には、分子内の各原子の存在量と安定同位体の存在比を用い、フーリエ 変換を用いた畳み込み演算により求めた。
[¾1]
表 1 検証に用いたゥマミオグロピンのプロダクトイオンの一覧
Figure imgf000017_0001
1例として、ゥマミオグロビンプレカーサ一イオンの 9番目の同位体ピーク（16950. 97Da)を選択して断片化して得たゥマミオグロビンプロダクトイオン b (7850. 08Da
70
)のマススペクトルパターン 1を図 6に示す。なお、実際のタンパク質の質量測定にお いては、モノアイソトピックピーク力 何番目のピークであるかは不明であり、通常は最 も大きいピークまたはその周辺のピークを選択し、 n番目のピークとして以下の評価を 行うこととなる。 [0079] 次に（d)工程においては、 16950Daのアベラジンを使用して仮想的な質量分析を 行った。このときの原子組成は C H N O S
753. 738271 1184. 134057 207. 223078 225. 477391 6. 364589 となった。
[0080] (e)工程としては、プレカーサ一イオンのモノアイソトピックピーク（以下、 0番目のピ ークと表記する）から 20番目までの同位体ピークをそれぞれ選択した場合につ!ヽて の計算を行うものとした。
[0081] (f)工程のシミュレーションとして、 16950Daのアベラジンを lOODa力ら 16900Da まで、 lOODaおきに 169個のアベラジンプロダクトイオンを仮想的に作成した。それ ぞれに対して 0から 20番目までの 21の同位体ピークをアベラジンプレカーサーィォ ンとした場合における、各アベラジンプロダクトイオンの同位体ピーク強度比を計算し た。これにより、 169 X 21 = 3549個のマススペクトルパターン 2を得た。
[0082] (g)工程として、（c)工程で得られたマススペクトルパターン 1と、（f)工程で得られた マススペクトルパターン 2について、類似度の評価を行った。
[0083] 例えば、図 6に示したゥマミオグロビンプレカーサ一イオンの 9番目の同位体ピーク を断片化して得たゥマミオグロビンプロダクトイオン b (7850. 08Da)のマススぺタト
70
ルパターン 1についての類似度の評価は、以下のようにして行った。まず、（f)工程で 得られた 169個のアベラジンプロダクトイオンのうち、 7900Daのアベラジンプロダクト イオンを、ゥマミオグロビンプロダクトイオン b (7850. 08Da)に対して、最も近い質
70
量電荷比を持つものとして選択した。次に、 7900Daのアベラジンプロダクトイオンに おいて、アベラジンプレカーサ一イオンの同位体ピークのうち 0から 20番目までを各 々選択した場合におけるピークパターンを用い、それぞれに対してマススペクトルパ ターン 1の類似度を評価した。すなわち、 0から 20番目までのアベラジンプリカーサ一 イオンの同位体ピークパターンのそれぞれを、類似度を評価すべきマススペクトルパ ターン 2とした。なお、類似度の評価は、マススペクトルパターン 1とマススペクトルパタ ーン 2のコサイン係数を計算することにより行った。この場合に、実際のマススペクトル を用いる場合には各プロダクトイオンにおけるモノアイソトピックピーク位置が不明で あることを考慮して、マススペクトルパターン 1、マススペクトルパターン 2におけるそれ ぞれの最大ピークが一致するように平行移動させ、これに対するコサイン係数を計算 した。図 7に、アベラジンプリカーサ一イオンの同位体ピークのうち 6〜12番目の同位 体ピークに対する類似度の評価結果を示す。この中で、（d)アベラジンプレカーサ一 イオンの 9番目の同位体ピークのアベラジンプロダクトイオンのマススペクトルパター ン 2と、マススペクトルパターン 1との類似度が最も高いことがわかる（コサイン係数 = 1 . 00)。なお、 5番目以前、もしくは 13番目以降の同位体ピークについては、 9番目か ら離れるにしたがって類似度が低くなるため、図は省略した。なお、コサイン係数が 0 . 9以下の場合には、同定不能とした。
[0084] (h)工程として、ゥマミオグロビンプロダクトイオン b を用いた場合には、ゥマミオダ
70
ロビンプレカーサ一イオンの同位体ピークは、（g)工程で類似度が最も高力つた 9番 目であると評価された。
[0085] これは、ゥマミオグロビンプロダクトイオン b がゥマミオグロビンプレカーサ
70 一イオン で 9番目の同位体ピークを選択したものとしてシミュレーション生成したものであるた め、上記評価結果が正 ヽものであることが検証された。
[0086] (i)工程として、選択したゥマミオグロビンプレカーサ一イオン（16950. 97Da)が、 モノアイソトピックピークから 9番目のピークであることより、ゥマミオグロビンのモノアイ ソトピック質量は、 16950. 97- 9 = 16941. 97Daであることが求められた。
[0087] 同様な評価手順を、 (c)工程で得られた b系列、 y系列のそれぞれ 15個ずつ、計 30 個のプロダクトイオンにっ 、て全て行 、、各プロダクトイオンにぉ 、てゥマミオグロビン プレカーサ一イオンの同位体ピークを評価した。結果を表 2にまとめる。
[表 2]
2 ゥマミオグロピンにおける、 プレカーサ一イオンで選択された同位体ピークの評価結 (下線部分は正しく判定したプロダクトイオン数を示す）
Figure imgf000020_0001
[0088] 表 2にお 、て、例えばゥマミオグロビンプレカーサ一イオンの 9番目のピークにつ!ヽ て見てみると、 30個のプロダクトイオンのうち 27個が正しく 9番目のピークであると評 価しており、正解率は 90%となっている。
[0089] そして、 b、 y系列の 210個のプロダクトイオンの 91. 4%にあたる 192個において、 プレカーサ一イオンの同位体選択ピークを正しく評価することができた。このとき、コ サイン係数が 0. 9以下となるものは見られな力 た。また、各プロダクトイオンについ てみると、 80〜90%以上の確率で選択された同位体ピークと一致することが分力^) 。また、表 2において下線で示した部分がプレカーサ一イオンの同位体選択ピークを 正しく評価されたプロダクトイオン数である力 V、ずれにお 、ても正しく評価したもの 力 Sもっとも多いことが分かる。よって、ゥマウマミオグロビンを用いた場合において、各 プロダクトイオンによって評価されたプレカーサ一イオンの同位体選択ピークのうち、 正しいものが最も多数を占めることが示された。
実施例 2
[0090] 実施例 1と同様のシミュレーションを、ゥマチトクローム Cに対して行った。ゥマチトク ローム Cは 104のアミノ酸残基からなり、モノアイソトピック質量は 11695. 14Daであ る。
[0091] まず、（a)工程で得られるゥマチトクローム Cのプレカーサ一イオンのマススぺクトノレ パターンを、同位体ピーク強度比を計算することより作成した（図 8)。 [0092] (b)工程としては、プレカーサ一イオンの 6番目力も 12番目の同位体ピークをそれ ぞれ選択した場合にっ 、ての計算を行うものとした。
[0093] (c)工程のシミュレーションとして、仮想的な断片化により b系列として b 、b 、· ··
10 20 、 b 、 系列として 、 、 · · ·、γ のそれぞれ 10個ずつ、計 20個のプロダクトイオン
100 4 14 94
を作成した。 1価のチャージを持つ b系列、 y系列の質量電荷比は、ゥマミオグロビン のアミノ酸配列力も計算することができ、その結果を表 3に示す。ここで、それぞれの プロダクトイオンがプレカーサ一イオンの 6番目から 12番目の同位体ピークから生成 された場合について同位体ピーク強度比の計算を行い、計 20 X 7= 140個のマスス ベクトルパターン 1を得た。これらの計算は、ゥマチトクローム Cのアミノ酸配列力 そ れぞれのプロダクトイオンの原子組成を求めることにより行った。また、同位体ピーク 強度比の計算には、分子内の各原子の存在量と安定同位体の存在比を用い、フー リエ変換を用いた畳み込み演算により求めた。
[表 3]
表 3 検証に用いたゥマチトクローム Cのプロダクトイオンの一覧
Figure imgf000021_0001
[0094] 次に（d)工程においては、 11700Daのアベラジンを使用して仮想的な質量分析を 行った。このときの原子組成は C H N O S と
520. 279514 817. 366871 143. 038939 155. 639261 4. 393256 なった。
[0095] (e)工程としては、プレカーサ一イオンのモノアイソトピックピークから 20番目までの 同位体ピークをそれぞれ選択した場合についての計算を行うものとした。
[0096] (f)工程のシミュレーションとして、 11700Daのアベラジンを lOODa力ら 11700Da まで、 lOODaおきに 117個のプロダクトイオンを仮想的に作成した。それぞれに対し て 0から 20番目までの 21の同位体ピークをプレカーサ一イオンとした場合における、 プロダクトイオンの同位体ピーク強度比を計算した。これにより、 117 X 21 = 2457個 のマススペクトルパターン 2を得た。
[0097] (g)工程として、（c)工程で得られたマススペクトルパターン 1と、（f)工程で得られた マススペクトルパターン 2について、類似度の評価を行った。
[0098] 評価は実施例 1と同様に行い、その結果を表 4に示す。 b、 y系列の 140個のプロダ タトイオンの 66. 4%にあたる 93個において、プレカーサ一イオンの同位体選択ピー クを正しく評価することができた。このとき、コサイン係数が 0. 9以下となるものは見ら れなかった。各プロダクトイオンは、ゥマミオグロビンに比べてばらつきはあるものの、 40〜80%以上の確率で選択された同位体ピークと一致することが分かる。また、表 4 において下線で示した部分がプレカーサ一イオンの同位体選択ピークを正しく評価 されたプロダクトイオン数である力 いずれにおいても正しく評価したものがもっとも多 いこと力 S分力る。このようにして、ゥマチトクローム Cの場合においても、各プロダクトィ オンによって評価されたプレカーサ一イオンの同位体選択ピークのうち、正しいもの が最も多数を占めることが示された。
[表 4]
表 4 ゥマチトクローム Cにおける、 プレカーサ一イオンで選択された同位体ピークの評価 結果 （下線部分は正しく判定したプロダクトイオン数を示す）
30個のプロダクトイオンにより評価された
選択されたプレカーサ一 正解 プレ力一サ一イオンの同位体ピークの個数
イオンの同位体ピ一ク
5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 14
6 3 17 0 0 0 0 0 0 0 0 0.85
7 0 4 15 1 0 0 0 0 0 0 0.75
8 0 0 4 15 1 0 0 0 0 0 0.75
9 0 0 0 3 16 1 0 0 0 0 0.80
10 0 0 0 0 5 10 5 0 0 0 0.50
1 1 0 0 0 0 0 5 12 2 1 0 0.60
12 10 0 0 0 0 1 4 8 4 3 0.40

Claims

請求の範囲
[1] タンパク質のモノアイソトピック質量を求める方法であって、
(a)目的タンパク質について第 1の質量分析を行う工程、
(b)前記 (a)工程で得られたタンパク質イオンの複数の同位体ピークから、 1つの同 位体ピークに対応するタンパク質プレカーサ一イオンを選択する工程、
(c)前記 (b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンを断片化したタンパク 質プロダクトイオンについて第 2の質量分析を行い、マススペクトルパターン 1を得る 工程、
(d)特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う工程、
(e)前記 (d)工程で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに対応するアベ ラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択する工程、
(f)前記 (e)工程で選択された複数のアベラジンプレカーサ一イオンを仮想的に断片 化したアベラジンプロダクトイオンにっ 、て仮想的な第 2の質量分析を行 、、複数の マススペクトルパターン 2を得る工程、
(g)前記マススペクトルパターン 1と前記複数のマススペクトルパターン 2それぞれと の類似度を求める工程、
(h)前記 (g)工程で得られた類似度のうち、最も高 、類似度を有するマススペクトル パターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する工程、
(i)前記 (h)工程で選択されたアベラジンプレカーサ一イオンの質量から、前記アベ ラジンのモノアイソトピック質量を差し引いた質量差を求める工程、
(j)前記 (b)工程で選択されたタンパク質プレカーサ一イオンの質量から、前記 (i)ェ 程で得られた質量差を差し引いた質量を、前記タンパク質のモノアイソトピック質量と して出力する工程、
を含む、方法。
[2] 前記 (a)〜 (j)工程を行った後、（c)工程にぉ 、てタンパク質プレカーサ一イオンを異 なる部位で断片化して (c)〜 (j)工程を複数回繰り返し、複数回の (j)工程で出力さ れたモノアイソトピック質量のうち、最大多数を占める質量を前記タンパク質のモノア イソトピック質量として選択することを特徴とする、請求項 1に記載の方法。
[3] 前記 (g)工程の類似度を求める工程が、前記マススペクトルパターン 1と前記マスス ベクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、請求項 1または 2に記載 の方法。
[4] 前記 (h)工程において、コサイン係数が 0. 9を超えるマススペクトルパターン 2に対応 するアベラジンプレカーサ一イオンのみを選択することを特徴とする、請求項 3に記 載の方法。
[5] 前記 (a)工程における第 1の質量分析を、周回型飛行時間型質量分析装置を用い て行うことを特徴とする、請求項 1〜4のいずれかに記載の方法。
[6] 前記 (c)工程における断片化が、タンパク質プレカーサ一イオンに電子ビームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および Zまたは、タンパク質プレカ ーサーイオンに希ガス原子を衝突させること、により行われることを特徴とする、請求 項 1〜5のいずれかに記載の方法。
[7] 前記 (c)工程におえる第 2の質量分析を、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析 装置を用いて行うことを特徴とする、請求項 1〜6のいずれかに記載の方法。
[8] 目的タンパク質力 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とする、請求項 1〜7の いずれかに記載の方法。
[9] タンパク質のモノアイソトピック質量を求める装置であって、
目的タンパク質について行われた第 1の質量分析で得られたタンパク質イオンの複 数の同位体ピークから、 1つの同位体ピークに対応するタンパク質プレカーサーィォ ンを選択するタンパク質プレカーサ一イオン選択手段、
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンを断片化したタンパク質プロダクトイオンにっ ヽて行われた、第 2の質量分析で 得られたマススペクトルパターン 1を得るマススペクトルパターン 1取得手段、 特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う仮想的第 1質量 分析手段、
前記仮想的第 1質量分析手段で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに 対応するアベラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択するアベラジンプレカーサ一 イオン選択手段、 前記アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択された複数のアベラジンプレカ ーサーイオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮想的な第
2の質量分析を行ヽ、複数のマススペクトルパターン 2を得る仮想的第 2質量分析手 段、
前記マススペクトルパターン 1取得手段で得られたマススペクトルパターン 1と、前記 仮想的第 2質量分析手段で得られた複数のマススペクトルパターン 2それぞれとの類 似度を算出する類似度算出手段、
前記類似度算出手段で得られた類似度のうち、最も高い類似度を有するマススぺク トルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する類似アベラジン プレカーサ一イオン選択手段、
前記類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択されたアベラジンプレカー サーイオンの質量から、前記アベラジンのモノアイソトピック質量を差し弓 I V、た質量差 を算出する質量差算出手段、および
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンの質量から、前記質量差算出手段で得られた質量差を差し引いた質量を、前記 タンパク質のモノアイソトピック質量として出力する出力手段、
を備えることを特徴とする装置。
[10] 前記マススペクトルパターン 1取得手段にぉ 、てタンパク質プレカーサ一イオンを異 なる部位で断片化することにより、複数のモノアイソトピック質量を出力させ、最大多 数を占める前記質量を前記タンパク質のモノアイソトピック質量として選択するモノア イソトピック質量選択手段、
をさらに備えることを特徴とする、請求項 9に記載の装置。
[11] 前記類似度算出手段にて類似度を算出するにあたり、マススぺ外ルパターン 1とマ ススペクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、請求項 9または 10 に記載の装置。
[12] 前記コサイン係数が 0. 9を超えるマススペクトルパターン 2に対応するアベラジンプレ カーサ一イオンのみを選択することを特徴とする、請求項 i iに記載の装置。
[13] 第 1の質量分析は、周回型飛行時間型質量分析装置を用いて行われることを特徴と する、請求項 9〜 12のいずれかに記載の装置。
[14] タンパク質プレカーサ一イオンの断片化は、タンパク質プレカーサ一イオンに電子ビ ームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および Zまたは、タンパ ク質プレカーサ一イオンに希ガス原子を衝突させること、により行われることを特徴と する、請求項 9〜13のいずれかに記載の装置。
[15] 第 2の質量分析は、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析装置を用いて行われ ることを特徴とする、請求項 9〜14のいずれかに記載の装置。
[16] 目的タンパク質は、 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とする、請求項 9〜15 のいずれかに記載の装置。
[17] タンパク質のモノアイソトピック質量を求めるプログラムであって、コンピュータを、 目的タンパク質について行われた第 1の質量分析で得られたタンパク質イオンの複 数の同位体ピークから、 1つの同位体ピークに対応するタンパク質プレカーサーィォ ンを選択するタンパク質プレカーサ一イオン選択手段、
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンを断片化したタンパク質プロダクトイオンにっ ヽて行われた、第 2の質量分析で 得られたマススペクトルパターン 1を得るマススペクトルパターン 1取得手段、 特定の分子量のアベラジンについて仮想的な第 1の質量分析を行う仮想的第 1質量 分析手段、
前記仮想的第 1質量分析手段で得られたアベラジンイオンの複数の同位体ピークに 対応するアベラジンプレカーサ一イオンをそれぞれ選択するアベラジンプレカーサ一 イオン選択手段、
前記アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択された複数のアベラジンプレカ ーサーイオンを仮想的に断片化したアベラジンプロダクトイオンについて仮想的な第 2の質量分析を行ヽ、複数のマススペクトルパターン 2を得る仮想的第 2質量分析手 段、
前記マススペクトルパターン 1取得手段で得られたマススペクトルパターン 1と、前記 仮想的第 2質量分析手段で得られた複数のマススペクトルパターン 2それぞれとの類 似度を算出する類似度算出手段、 前記類似度算出手段で得られた類似度のうち、最も高い類似度を有するマススぺク トルパターン 2に対応するアベラジンプレカーサ一イオンを選択する類似アベラジン プレカーサ一イオン選択手段、
前記類似アベラジンプレカーサ一イオン選択手段で選択されたアベラジンプレカー サーイオンの質量から、前記アベラジンのモノアイソトピック質量を差し弓 I V、た質量差 を算出する質量差算出手段、および
前記タンパク質プレカーサ一イオン選択手段で選択されたタンパク質プレカーサーィ オンの質量から、前記質量差算出手段で得られた質量差を差し引いた質量を、前記 タンパク質のモノアイソトピック質量として出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
[18] 前記マススペクトルパターン 1取得手段にぉ 、てタンパク質プレカーサ一イオンを異 なる部位で断片化することにより、複数のモノアイソトピック質量を出力させ、最大多 数を占める前記質量を前記タンパク質のモノアイソトピック質量として選択するモノア イソトピック質量選択手段、
としてさらに機能させることを特徴とする、請求項 17に記載のプログラム。
[19] 前記類似度算出手段にて類似度を算出するにあたり、マススぺ外ルパターン 1とマ ススペクトルパターン 2のコサイン係数を用いることを特徴とする、請求項 17または 18 に記載のプログラム。
[20] 前記コサイン係数が 0. 9を超えるマススペクトルパターン 2に対応するアベラジンプレ カーサ一イオンのみを選択することを特徴とする、請求項 19に記載のプログラム。
[21] 第 1の質量分析は、周回型飛行時間型質量分析装置を用いて行われることを特徴と する、請求項 17〜20のいずれかに記載のプログラム。
[22] タンパク質プレカーサ一イオンの断片化は、タンパク質プレカーサ一イオンに電子ビ ームおよび Zまたは赤外線レーザービームを照射すること、および Zまたは、タンパ ク質プレカーサ一イオンに希ガス原子を衝突させること、により行われることを特徴と する、請求項 17〜21のいずれかに記載のプログラム。
[23] 第 2の質量分析は、フーリエ変換イオンサイクロトロン質量分析装置を用いて行われ ることを特徴とする、請求項 17〜22のいずれかに記載のプログラム。 [24] 目的タンパク質は、 lOkDa以上の分子量を有することを特徴とする、請求項 17〜23 の！、ずれかに記載のプログラム。
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