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JP4609370B2 - Methods for treating sulfur-containing peptides and methods for analyzing sulfur-containing peptides - Google Patents
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JP4609370B2 - Methods for treating sulfur-containing peptides and methods for analyzing sulfur-containing peptides - Google Patents

Methods for treating sulfur-containing peptides and methods for analyzing sulfur-containing peptides Download PDF

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Description

本発明は、タンパク質・ペプチド化学、及び質量分析学に関する。より詳しくは、本発明は、硫黄原子を含有するタンパク質の質量分析法に関する。   The present invention relates to protein / peptide chemistry and mass spectrometry. More particularly, the present invention relates to mass spectrometry of proteins containing sulfur atoms.

タンパク質・ペプチド中の酸化されやすい即鎖を有するアミノ酸残基を酸化して、その構造及び生物活性の変化を調べることは、タンパク質・ペプチド化学の主要な研究分野の一つであり、古くから活発に研究が行われている。酸化反応を行う際に重要なことは、目的とする残基のみを選択的に酸化することである。酸化剤としては、オゾン、N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド、クロラミンT、トリクロロメタンスルホニルクロリド、過酸化水素などが用いられる。また、メチレンブルーを光増感剤として光酸化を行う方法も知られている。   Oxidizing amino acid residues that have readily oxidizable immediate chains in proteins and peptides and examining their structural and biological activity changes is one of the major research fields of protein and peptide chemistry, and has been active for a long time. Research has been conducted. What is important when performing the oxidation reaction is to selectively oxidize only the target residue. As the oxidizing agent, ozone, N-chlorosuccinimide, N-bromosuccinimide, chloramine T, trichloromethanesulfonyl chloride, hydrogen peroxide and the like are used. A method of performing photooxidation using methylene blue as a photosensitizer is also known.

さらに、メチオニンを含むペプチドに、過酸化水素を作用させることによってメチオニンスルホキシドへ、或いは過酸化水素と蟻酸とを作用させることによってメチオニンスルホンへ酸化し、得られた酸化体をFAB−CID−MS/MS測定に供することで、スルホキシドからはCH3SOH部分が、スルホンからはCH3SO2部分が脱落したメタステーブルイオンが発生しやすくなる知見が得られている(例えば、非特許文献1参照)。 Furthermore, the peptide containing methionine is oxidized to methionine sulfoxide by allowing hydrogen peroxide to act, or to methionine sulfone by allowing hydrogen peroxide and formic acid to act, and the resulting oxidant is FAB-CID-MS / By using the MS measurement, it has been found that metastable ions in which the CH 3 SOH moiety is removed from the sulfoxide and the CH 3 SO 2 moiety is removed from the sulfone are easily generated (for example, see Non-Patent Document 1). .

一方、タンパク質・ペプチド解析方法として、2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリド(NBSCl)を用いて同位体標識法を行い、質量分析装置を用いてディファレンシャルディスプレイを行う、NBS法が知られている(例えば、特許文献1及び非特許文献2参照)。   On the other hand, as a protein / peptide analysis method, an NBS method is known in which isotope labeling is performed using 2-nitrobenzenesulfenyl chloride (NBSCl) and differential display is performed using a mass spectrometer (for example, patents). Reference 1 and Non-Patent Document 2).

国際公報第2004/002950号パンフレットInternational Publication No. 2004/002950 Pamphlet F・M・ラゲルヴェルフら(F.M.Lagerwerf et al.)、「ラピッド・コミュニケーションズ・イン・マス・スペクトロメトリー(Rapid Communications In Mass Spectrometry)」、1996年、第10巻、p.1905−1910F. M. Lagerwerf et al., "Rapid Communications In Mass Spectrometry", 1996, Vol. 10, p. 1905-1910 九山浩樹(Hiroki Kuyama)、渡辺真(Makoto Watanabe)、戸田千香子(Chikako Toda)、安藤英治(Eiji Ando)、田中耕一(Koichi Tanaka)及び西村紀(Osamu Nishimura)、「ラピッド・コミュニケーションズ・イン・マス・スペクトロメトリー(Rapid Communications In Mass Spectrometry)」、2003年、第17巻、p.1642−1650Hiroki Kuyama, Makoto Watanabe, Chikako Toda, Eiji Ando, Koichi Tanaka and Osamu Nishimura, “Rapid Communications in. “Rapid Communications In Mass Spectrometry”, 2003, Vol. 17, p. 1642-1650

タンパク質・ペプチド試料の調製時、試料中において、酸化されやすい側鎖を有するアミノ酸残基が部分的に酸化を受けることがよくある。このようなタンパク質・ペプチド試料は、例えばペプチド断片に断片化されて質量分析装置で測定された場合に、本来の未酸化の状態では単一種としてのピークで見られるはずが、複数種としてのピークに分散して観測されてしまう。これは、当該ペプチド断片の感度低下を意味し、好ましくない現象である。さらに、NBS法によるタンパク質の相対定量分析においては、感度低下もさることながら、酸化体が混在することで定量精度の低下が起こってしまう。   When preparing protein / peptide samples, amino acid residues having side chains that are easily oxidized are often partially oxidized in the sample. Such a protein / peptide sample should be seen as a single species peak in the original unoxidized state when it is fragmented into peptide fragments and measured with a mass spectrometer, for example. It will be observed dispersed. This means a decrease in sensitivity of the peptide fragment and is an undesirable phenomenon. Furthermore, in the relative quantitative analysis of proteins by the NBS method, not only the sensitivity is lowered, but also the oxidant is mixed, the quantitative accuracy is lowered.

これを解決するためには、酸化を受けたタンパク質・ペプチドを還元するか、あるいは、酸化されていないタンパク質・ペプチドを酸化することによって、いずれの場合も、単一の化学種に収束させることが考えられる。しかしながら、還元体として化学種を収束させる方法では、サンプル調製中に酸化を受けるほどの反応性を考慮すると、マススペクトル上には、目的のペプチド断片のピークは、酸化体のものが、未酸化体のものに伴って観測されると容易に予測される。逆に、酸化体として化学種を収束させる方法では、酸化体が化学的に安定であることから、目的のペプチド断片のピークは、単一ピークとして観測されると予測できる。   In order to solve this problem, it is possible to converge to a single chemical species in either case by reducing oxidized proteins / peptides or oxidizing unoxidized proteins / peptides. Conceivable. However, in the method of converging chemical species as a reductant, in consideration of the reactivity that causes oxidation during sample preparation, on the mass spectrum, the peak of the peptide fragment of interest is that of the oxidant but not oxidized. It is easily predicted to be observed with the body. Conversely, in the method of converging chemical species as an oxidant, the peak of the target peptide fragment can be predicted to be observed as a single peak because the oxidant is chemically stable.

本発明者らは、タンパク質・ペプチド中のメチオニン残基に着目し、メチオニン残基硫黄原子を選択的に酸化することで、タンパク質・ペプチド試料中のメチオニン含有化学種を、メチオニン酸化体として収束させることを目的とした。上記従来技術において述べたように、酸化剤に関しては種々の試薬が知られているが、目的とするタンパク質・ペプチド中のメチオニン残基硫黄原子の選択的酸化についてみれば、過酸化水素、N−クロロスクシンイミド、クロラミンTや、光酸化において光増感剤として用いられるメチレンブルーなどの試薬によって可能であると報告されている。しかしながら、N−クロロスクシンイミド、クロラミンT、或いはメチレンブルーを用いる場合は、いずれも微妙な条件設定が必要とされ、さらに反応後の分離・精製が厄介となる場合がある。   The present inventors focus on methionine residues in proteins / peptides and selectively oxidize sulfur atoms of methionine residues to converge methionine-containing chemical species in protein / peptide samples as methionine oxidants. Aimed at that. As described in the above prior art, various reagents are known for the oxidizing agent. As for selective oxidation of the sulfur atom of the methionine residue in the target protein / peptide, hydrogen peroxide, N- It has been reported that this is possible with reagents such as chlorosuccinimide, chloramine T, and methylene blue used as a photosensitizer in photooxidation. However, when N-chlorosuccinimide, chloramine T, or methylene blue is used, delicate conditions must be set, and separation and purification after the reaction may be troublesome.

本発明においては、質量分析を用いたタンパク質・ペプチドの解析に、このようなメチオニン残基の酸化法を応用することも目的としている。従って、酸化反応後の処理工程にかかる時間はなるべくない方がよい。このように考えて酸化剤を見てみると過酸化水素が適しているように思われる。
なお、質量分析装置を用いたタンパク質・ペプチドの解析方法の感度及び定量性の向上を達成するために、タンパク質・ペプチドに酸化反応が利用された例はない。
Another object of the present invention is to apply such a method for oxidizing a methionine residue to analysis of a protein / peptide using mass spectrometry. Therefore, it is better that the time required for the treatment process after the oxidation reaction is as small as possible. In this way, looking at the oxidizing agent, hydrogen peroxide seems to be suitable.
In addition, there is no example in which an oxidation reaction is used for a protein / peptide in order to achieve improvement in sensitivity and quantification of a protein / peptide analysis method using a mass spectrometer.

本発明の目的は、硫黄原子を含むタンパク質又はペプチドにおいて、メチオニン残基の硫黄原子のみを選択的に酸化する方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、酸化メチオニン残基及び非酸化メチオニン残基が混在しうるタンパク質・ペプチド試料において、選択的にメチオニン残基含有化学種を酸化体として収束させる方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、質量分析を用いたタンパク質・ペプチドの解析の感度及び定量性を向上させることができる方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for selectively oxidizing only a sulfur atom of a methionine residue in a protein or peptide containing a sulfur atom.
Another object of the present invention is to provide a method for selectively converging a methionine residue-containing chemical species as an oxidant in a protein / peptide sample in which oxidized methionine residues and non-oxidized methionine residues can coexist. . A further object of the present invention is to provide a method capable of improving the sensitivity and quantitativeness of protein / peptide analysis using mass spectrometry.

本発明は、以下の発明を含む。以下、本発明においては、ペプチドとは、オリゴペプチド、ポリペプチド及びタンパク質を含む意味で用いる。   The present invention includes the following inventions. Hereinafter, in the present invention, a peptide is used in the meaning including oligopeptide, polypeptide and protein.

下記[1]〜[7]は、硫黄原子含有ペプチドの処理法に向けられる。
[1]
S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料に、酸化工程として、過酸化水素を加えてメチオニン残基の硫黄原子のみを酸化する工程を行うことを含む、硫黄原子含有ペプチドの処理法。
The following [1] to [7] are directed to a method for treating a sulfur atom-containing peptide.
[1]
To a sample containing a peptide (A) having an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and a methionine residue, hydrogen peroxide is added as an oxidation step to add a methionine residue. The processing method of a sulfur atom containing peptide including performing the process of oxidizing only the sulfur atom of.

下記[2]は、酸化メチオニン残基と非酸化メチオニン残基とが混在したタンパク質・ペプチド試料において、メチオニン残基の硫黄原子を選択的に酸化することによって、メチオニン残基含有ペプチド種を酸化体として収束させる形態に向けられる。   The following [2] is a method of selectively oxidizing a methionine residue-containing peptide species by selectively oxidizing a sulfur atom of a methionine residue in a protein / peptide sample in which an oxidized methionine residue and a non-oxidized methionine residue are mixed. Is directed to a converged form.

[2]
前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料は、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)をさらに含むものであり、
前記酸化工程を行うことによって、前記試料中の前記ペプチド(A)を、前記ペプチド(A-oxide)と同じ構造を有するS−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチドに変換する、[1]に記載の硫黄含有ペプチドの処理法。
[2]
The sample containing the peptide (A) having the S-alkylated cysteine residue and / or the sulfenylated tryptophan residue and the methionine residue is obtained from an S-alkylated cysteine residue and / or A peptide (A-oxide) having a sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue;
By performing the oxidation step, the peptide (A) in the sample is converted into an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue having the same structure as the peptide (A-oxide). The method for treating a sulfur-containing peptide according to [1], wherein the peptide is converted to a peptide having a group and an oxidized methionine residue.

下記[3]は、上記[2]における酸化メチオニン残基と非酸化メチオニン残基とが混在した試料を、システイン残基及び/又はトリプトファン残基に対する処理を行うことによって得る形態に向けられる。この場合において、当該酸化メチオニン残基は、積極的な酸化処理によって生じるものではなく、好ましくは、システイン残基及び/又はトリプトファン残基に対する処理において、副生成物として生じたものである。   The following [3] is directed to a form obtained by treating the sample containing the oxidized methionine residue and the non-oxidized methionine residue in [2] above with respect to the cysteine residue and / or tryptophan residue. In this case, the oxidized methionine residue is not generated by aggressive oxidation treatment, but preferably is generated as a by-product in the treatment of cysteine residue and / or tryptophan residue.

[3]
前記ペプチド(A)と、さらに前記ペプチド(A-oxide)を含む試料は、下記工程:
システイン残基及び/又はトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチドに、
前記システイン残基を有する場合、前記システイン残基のS−アルキル化を行うこと、及び/又は、
前記トリプトファン残基を有する場合、前記トリプトファン残基のスルフェニル化を行うこと、
を含む処理を行うことによって、
主生成物として、前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)と、
副生成物として、前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)とを得る工程
によって得られるものである、[2]に記載の硫黄含有ペプチドの処理法。
[3]
The sample containing the peptide (A) and the peptide (A-oxide) further comprises the following steps:
To a peptide having a cysteine residue and / or tryptophan residue and a methionine residue,
If having the cysteine residue, performing S-alkylation of the cysteine residue, and / or
When having the tryptophan residue, sulfenylation of the tryptophan residue;
By performing processing including
Peptide (A) having the S-alkylated cysteine residue and / or sulfenylated tryptophan residue and methionine residue as main products,
Obtained as a by-product is a step of obtaining a peptide (A-oxide) having the S-alkylated cysteine residue and / or sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue. The processing method of the sulfur containing peptide as described in [2] which is a thing.

[4]
前記S−アルキル化されたシステイン残基は、S−カルバミドメチル化されたシステイン残基である、[1]〜[3]のいずれかに記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。
[4]
The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of [1] to [3], wherein the S-alkylated cysteine residue is an S-carbamidomethylated cysteine residue.

[5]
前記スルフェニル化されたトリプトファン残基は、2−ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基である、[1]〜[4]のいずれかに記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。
[5]
The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of [1] to [4], wherein the sulfenylated tryptophan residue is a 2-nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue.

[6]
前記2−ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基は、トリプトファン残基に2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドを作用させることによって得られたものである、[5]に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。
[6]
The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to [5], wherein the 2-nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue is obtained by allowing 2-nitrobenzenesulfenyl chloride to act on a tryptophan residue.

[7]
前記メチオニン残基の硫黄原子は、スルホキシドに酸化される、[1]〜[6]のいずれかに記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。
[7]
The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of [1] to [6], wherein the sulfur atom of the methionine residue is oxidized to sulfoxide.

下記[8]の発明は、タンパク質の質量分析法に向けられる。上記[1]〜[7]のいずれかに記載の方法を用いることによって、メチオニン残基含有ペプチド種が酸化体として収束させられているため、マススペクトルにおいて当該ペプチド種が感度及び定量性良く検出される。   The invention [8] below is directed to protein mass spectrometry. By using the method according to any one of [1] to [7] above, the methionine residue-containing peptide species is converged as an oxidant, so that the peptide species can be detected with high sensitivity and quantitative properties in the mass spectrum. Is done.

[8]
[1]〜[7]のいずれかに記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法によって得られた、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチドを、質量分析装置を用いて測定する、硫黄原子含有ペプチドの解析方法。
[8]
Oxidized with an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue obtained by the method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of [1] to [7] A method for analyzing a sulfur atom-containing peptide, comprising measuring a peptide having a methionine residue using a mass spectrometer.

本発明によると、硫黄原子を含むタンパク質又はペプチドにおいて、メチオニン残基の硫黄原子のみを選択的に酸化する方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for selectively oxidizing only the sulfur atom of a methionine residue in a protein or peptide containing a sulfur atom.

また、本発明によると、酸化メチオニン残基及び非酸化メチオニン残基が混在しうるタンパク質・ペプチド試料において、選択的にメチオニン残基含有化学種を酸化体として収束させる方法を提供することができる。さらに本発明によると、質量分析を用いたタンパク質・ペプチドの解析の感度及び定量性を向上させることができる方法を提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for selectively converging a methionine residue-containing chemical species as an oxidant in a protein / peptide sample in which an oxidized methionine residue and a non-oxidized methionine residue can be mixed. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method capable of improving the sensitivity and quantitativeness of protein / peptide analysis using mass spectrometry.

より具体的には、従来、質量分析試料を調製するためのペプチド処理において副産物として生じた酸化体の存在の影響により、メチオニン残基含有ペプチドのピークが分散して検出されていたが、本発明によって、すべてのメチオニン残基が酸化体として収束されるため、当該メチオニン残基含有ペプチドのピークを、単一のピークとして検出することが可能になる。また、質量分析において、メチオニンの酸化体は非酸化体よりも開裂を受けやすいため、PSD(ポストソースディケイ)測定やMSの二乗以上の多段階測定において、より多くの構造情報を得ることができる。   More specifically, the peak of methionine residue-containing peptides has been detected in the past due to the influence of the presence of an oxidant generated as a by-product in the peptide treatment for preparing a mass spectrometry sample. Since all methionine residues are converged as oxidants, the peak of the methionine residue-containing peptide can be detected as a single peak. In addition, in mass spectrometry, an oxidized form of methionine is more susceptible to cleavage than a non-oxidized form, so that more structural information can be obtained in PSD (post-source decay) measurement or multistage measurement of MS squared or more. .

以下において、タンパク質又はペプチドをまとめてペプチドと記載する。
<硫黄原子含有ペプチドの処理法>
本発明においては、硫黄原子含有ペプチドの処理法を提供する。本発明の硫黄原子含有ペプチドの処理法においては、硫黄原子を含むペプチドにおいて、メチオニン残基の硫黄原子のみを選択的に酸化する。より具体的には、硫黄原子を含むタンパク質又はペプチドは、硫黄原子含有アミノ酸残基として、システイン残基或いはS−修飾されたシステイン残基、スルフェニル化されたトリプトファン残基、メチオニン残基を含む。
Hereinafter, proteins or peptides are collectively referred to as peptides.
<Treatment of sulfur atom-containing peptides>
In this invention, the processing method of a sulfur atom containing peptide is provided. In the method for treating a sulfur atom-containing peptide of the present invention, only a sulfur atom of a methionine residue is selectively oxidized in a peptide containing a sulfur atom. More specifically, a protein or peptide containing a sulfur atom contains a cysteine residue or an S-modified cysteine residue, a sulfenylated tryptophan residue, or a methionine residue as a sulfur atom-containing amino acid residue. .

本発明は、例えば、ペプチド中のメチオニン残基を酸化して、その構造および生物活性の変化を調べる場合などに、ペプチド中のメチオニン残基を選択的に酸化する目的で用いることができる。   The present invention can be used for the purpose of selectively oxidizing a methionine residue in a peptide, for example, when a methionine residue in a peptide is oxidized to examine changes in its structure and biological activity.

本発明には、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料に、酸化工程を行う形態が含まれる(下記式1)。酸化工程においては、過酸化水素の作用により、メチオニン残基の硫黄原子のみが酸化される。   The present invention includes a form in which an oxidation step is performed on a sample containing a peptide (A) having an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and a methionine residue. (Formula 1 below). In the oxidation step, only the sulfur atom of the methionine residue is oxidized by the action of hydrogen peroxide.

下記式1においては、S−アルキル化されたシステイン残基の例としてカルボキシメチル化されたシステイン残基、スルフェニル化されたトリプトファン残基の例として、ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基が記載されている。下記式1中、Cはシステイン残基、C(CAM)はカルボキシメチル化されたシステイン残基、Wはトリプトファン残基、W(NBS)はニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基、Mは酸化されていないメチオニン残基、M*は酸化されたメチオニン残基、点線はペプチド鎖を表す。 In the following formula 1, a carboxymethylated cysteine residue is described as an example of an S-alkylated cysteine residue, and a nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue is described as an example of a sulfenylated tryptophan residue. Has been. In the following formula 1, C is a cysteine residue, C (CAM) is a carboxymethylated cysteine residue, W is a tryptophan residue, W (NBS) is a nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue, and M is oxidized Not a methionine residue, M * represents an oxidized methionine residue, and a dotted line represents a peptide chain.

従って、下記式1においては、カルボキシルメチル化されたシステイン残基とメチオニン残基とを有するペプチド;ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基とメチオニン残基とを有するペプチド;及び、カルボキシメチル化されたシステイン残基とニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基とメチオニン残基とを有するペプチドの3種のペプチド種が、それぞれ過酸化水素を用いた酸化反応によって、変換されたことが示されている。   Therefore, in the following formula 1, a peptide having a carboxymethylated cysteine residue and a methionine residue; a peptide having a nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue and a methionine residue; and carboxymethylated It has been shown that three types of peptides having a cysteine residue, a nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue, and a methionine residue were each converted by an oxidation reaction using hydrogen peroxide.

Figure 0004609370
Figure 0004609370

さらに、本発明は、例えば、解析すべきペプチドを、測定・解析等のための試料として適宜処理される際、当該ペプチドがメチオニン残基の酸化を受けやすい環境にさらされ、メチオニン残基の部分的酸化によって、その後の測定・解析等に支障をきたす場合などに、目チオにイン残基の選択的且つ完全な酸化を行う目的で用いることができる。   Further, the present invention, for example, when the peptide to be analyzed is appropriately treated as a sample for measurement / analysis, the peptide is exposed to an environment susceptible to oxidation of the methionine residue, and the methionine residue moiety It can be used for the purpose of selective and complete oxidation of in-residues to the eye thio when the subsequent oxidation or the like hinders subsequent measurement and analysis.

本発明には、上記式1に示した前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料が、前記ペプチド(A)の酸化体である、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)をさらに含む場合に、当該試料に対して酸化工程を行う形態が含まれる(下記式2)。   In the present invention, a sample comprising the peptide (A) having the S-alkylated cysteine residue and / or the sulfenylated tryptophan residue represented by the above formula 1 and a methionine residue, It further includes a peptide (A-oxide) which is an oxidized form of peptide (A) and has an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue. In some cases, a mode in which an oxidation process is performed on the sample is included (Formula 2 below).

Figure 0004609370
Figure 0004609370

より実践的には、本発明には、下記式2に示したペプチド(A)とペプチド(A-oxide)とを含む試料が、システイン残基及び/又はトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチドを含む試料に、システイン残基のS−アルキル化及び/又はトリプトファン残基のスルフェニル化を含む処理工程を行うことによって得られる形態が含まれる(下記式3)。この場合、S−アルキル化及び/又はスルフェニル化を含む処理によって、主生成物としてペプチド(A)が、副生成物としてペプチド(A-oxide)が生じる。   More practically, in the present invention, a sample containing the peptide (A) and the peptide (A-oxide) represented by the following formula 2 contains a cysteine residue and / or a tryptophan residue and a methionine residue. The sample containing the peptide having the form includes a form obtained by performing a treatment step including S-alkylation of a cysteine residue and / or sulfenylation of a tryptophan residue (Formula 3 below). In this case, the treatment including S-alkylation and / or sulfenylation yields peptide (A) as the main product and peptide (A-oxide) as the by-product.

Figure 0004609370
Figure 0004609370

上記式2及び3に示されるように、試料のメチオニン残基含有ペプチド種は、酸化工程後には酸化体として収束させられる。
以下、S−アルキル化及び/又はスルフェニル化を含む処理(すなわち、メチオニン残基の部分的酸化を伴いうる)ペプチドの処理工程を工程(1)とし、酸化工程を工程(2)とし、本発明をさらに説明する。
As shown in the above formulas 2 and 3, the sample methionine residue-containing peptide species is converged as an oxidant after the oxidation step.
Hereinafter, the treatment step including S-alkylation and / or sulfenylation (that is, accompanied by partial oxidation of methionine residue) is referred to as step (1), and the oxidation step is referred to as step (2). The invention will be further described.

(工程1:メチオニン残基の部分的酸化を伴いうるペプチドの処理工程)
本発明では、システイン残基及び/又はトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチドを標的ペプチドとすることができる。この場合、標的ペプチドが有するアミノ酸残基のうち、メチオニン残基及びシステイン残基は硫黄原子含有アミノ酸残基であり、トリプトファン残基は、NBS法などによってスルフェニル化合物による処理が行われた場合に、硫黄原子含有アミノ酸残基(スルフェニル化トリプトファン残基)となるものである。
(Step 1: Peptide treatment step that may involve partial oxidation of methionine residue)
In the present invention, a peptide having a cysteine residue and / or a tryptophan residue and a methionine residue can be used as a target peptide. In this case, among the amino acid residues of the target peptide, the methionine residue and the cysteine residue are sulfur atom-containing amino acid residues, and the tryptophan residue is treated with a sulfenyl compound by the NBS method or the like. , A sulfur atom-containing amino acid residue (sulfenylated tryptophan residue).

本発明は、標的ペプチドがトリプトファン残基を有しており、且つ、当該トリプトファン残基が特異的修飾能を有するスルフェニル化合物を用いた処理が行われる場合に特に有用である。
一方、標的ペプチドがシステイン残基を有する場合は、システインのスルフヒドリル基を、置換されていても良い適当なアルキル基によって修飾する。置換されていても良いアルキル基による修飾の形態としては特に限定されないが、当業者にとって周知の技術であるカルバミドメチル化が一般的である。
The present invention is particularly useful when the target peptide has a tryptophan residue and the treatment with a sulfenyl compound in which the tryptophan residue has a specific modification ability is performed.
On the other hand, when the target peptide has a cysteine residue, the sulfhydryl group of cysteine is modified with an appropriate alkyl group which may be substituted. Although it does not specifically limit as a modification form by the alkyl group which may be substituted, Carbamidomethylation which is a technique well-known to those skilled in the art is common.

上記スルフェニル化合物としては、ペプチド中のトリプトファン残基を特異的に修飾することができるものであれば特に限定されないが、好ましいものとして、2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリド(2-nitrobenzenesulfenyl chloride;NBSCl;NBS試薬)が挙げられる。質量分析を用いたディファレンシャルディスプレイを行う場合(すなわちNBS法を行う場合)は、重い試薬として2−ニトロ[136]ベンゼンスルフェニルクロリド(NBSCl heavy)と、軽い試薬として2−ニトロ[126]ベンゼンスルフェニルクロリド(NBSCl light)とを組み合わせて用いることができる。NBSCl heavy試薬及びNBSCl light試薬は、ともに島津製作所製13C NBS(R) Stable Isotope Labeling Kit-Nに収容されて販売されている。 The sulfenyl compound is not particularly limited as long as it can specifically modify the tryptophan residue in the peptide, but preferred is 2-nitrobenzenesulfenyl chloride (NBSCl; NBS). Reagent). When performing differential display using mass spectrometry (that is, when performing the NBS method), 2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride (NBSCl heavy) as a heavy reagent and 2-nitro [ 12 C as a light reagent. 6 ] Benzenesulfenyl chloride (NBSCl light) can be used in combination. NBSCl heavy reagent and NBSCl light reagent are both sold in the 13 C NBS (R) Stable Isotope Labeling Kit-N manufactured by Shimadzu Corporation.

なお、ペプチド中のトリプトファン残基に対する特異的修飾能を有するスルフェニル化合物については、国際公報第2004/002950号パンフレットなどに詳述されている。   The sulfenyl compound having the ability to specifically modify the tryptophan residue in the peptide is described in detail in International Publication No. 2004/002950 pamphlet and the like.

スルフェニル化合物を用いた修飾方法としては特に限定されない。例えばNBSClを用いる場合、好ましい例として、以下の方法が挙げられる。
NBSCl試薬は、酢酸溶液として用いることが好ましい。例えば、酢酸25μlに2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドを0.17mg溶解させた溶液として用いることができる。このようなNBSCl試薬はペプチド試料の20倍当量程度の大過剰を用いることができる。例えば、ペプチド試料100μgに対し、溶液中の2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドが0.17mgとなるように用いると良い。
修飾反応は、ペプチド試料にNBSCl試薬を加え、インキュベートすることによって行うことができる。反応時間は4時間程度で十分である。すなわち、反応開始直後〜4時間以内に反応を終了させて良い。標準プロトコルとしては、反応時間は1時間とすると良い。
The modification method using a sulfenyl compound is not particularly limited. For example, when NBSCl is used, the following method is given as a preferred example.
The NBSCl reagent is preferably used as an acetic acid solution. For example, it can be used as a solution in which 0.17 mg of 2-nitrobenzenesulfenyl chloride is dissolved in 25 μl of acetic acid. Such NBSCl reagent can be used in a large excess of about 20 times equivalent to the peptide sample. For example, it is good to use so that 2-nitrobenzene sulfenyl chloride in a solution may be 0.17 mg with respect to 100 micrograms of peptide samples.
The modification reaction can be performed by adding NBSCl reagent to a peptide sample and incubating. A reaction time of about 4 hours is sufficient. That is, the reaction may be completed within 4 hours immediately after the start of the reaction. As a standard protocol, the reaction time is preferably 1 hour.

上記スルフェニル化合物によるトリプトファン修飾においては、しばしばペプチド中のメチオニン残基が部分的に酸化される。また、システイン残基のS−アルキル化においても、同様にメチオニン残基の部分的酸化が起こることがある。上記以外の処理、すなわちペプチドに対して通常行われる種々の処理によっても、しばしばペプチド中のメチオニン残基が部分的に酸化される。   In tryptophan modification with the sulfenyl compound, methionine residues in peptides are often partially oxidized. Similarly, in the S-alkylation of cysteine residues, partial oxidation of methionine residues may occur. By treatments other than those described above, that is, various treatments usually performed on peptides, methionine residues in peptides are often partially oxidized.

具体的には、上記スルフェニル化及び/又はS−アルキル化、及びその他ペプチドに対して行われうる処理によって、ペプチド(A)及びその酸化体(A-oxide)を含む、ペプチド混合物が生じる。すなわち、主生成物として、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)が生じる。そして、この主生成物とともに、副生成物としてS−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)が生じる。   Specifically, the above-mentioned sulfenylation and / or S-alkylation and other treatments that can be performed on the peptide produce a peptide mixture containing the peptide (A) and its oxidized form (A-oxide). That is, a peptide (A) having an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and a methionine residue is produced as the main product. A peptide (A-oxide) having an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue as a by-product together with this main product. Arise.

従来のように、このペプチド混合物を、例えば質量分析装置を用いて測定を行うと、検出すべきペプチド(A)が、その酸化体(A-oxide)とともに検出される。元のペプチド中の同じ配列に由来するにもかかわらず、ペプチド(A)のピークとその酸化体(A-oxide)のピークとに分散されて検出されてしまうことは、検出すべきペプチドの感度低下及び定量性低下を引き起こすことになる。   When the peptide mixture is measured using, for example, a mass spectrometer as in the past, the peptide (A) to be detected is detected together with its oxidant (A-oxide). Although it is derived from the same sequence in the original peptide, it is dispersed and detected in the peak of peptide (A) and the peak of its oxidant (A-oxide), which means the sensitivity of the peptide to be detected. It will cause a decrease and a decrease in quantitativeness.

(工程2:メチオニン残基の硫黄原子の選択的/完全酸化処理工程)
前記工程(1)で得られたペプチド混合物中の、ペプチド(1)中の硫黄原子のうちメチオニン残基の硫黄原子のみを酸化する。本発明では、過酸化水素を酸化剤として用いた酸化反応を行う。本発明における酸化反応では、ペプチド(A)中の硫黄原子のうちメチオニン残基の硫黄原子のみが酸化され、S−アルキル化されたシステイン残基の硫黄原子及びスルフェニル化されたトリプトファン残基の硫黄原子は酸化されない。その結果、前記工程(1)で生じた副生成物としてのペプチド(A-oxide)と同じ構造を有するペプチド、すなわち、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチドが生じる。このことによって、前記工程(1)において、元のペプチド中の同じ配列に由来するにもかかわらず、メチオニン残基酸化体とメチオニン残基非酸化体との異なる形態で存在していたペプチド種が、メチオニン残基酸化体として収束する。
(Process 2: Selective / complete oxidation process of sulfur atom of methionine residue)
Only the sulfur atom of the methionine residue is oxidized among the sulfur atoms in the peptide (1) in the peptide mixture obtained in the step (1). In the present invention, an oxidation reaction using hydrogen peroxide as an oxidizing agent is performed. In the oxidation reaction of the present invention, only the sulfur atom of the methionine residue among the sulfur atoms in the peptide (A) is oxidized, and the sulfur atom of the cysteine residue that has been S-alkylated and the tryptophan residue that has been sulfenylated. Sulfur atoms are not oxidized. As a result, the peptide having the same structure as the peptide (A-oxide) as a by-product generated in the step (1), that is, the S-alkylated cysteine residue and / or the sulfenylated tryptophan residue A peptide having a group and an oxidized methionine residue is produced. Thus, in the step (1), the peptide species that existed in different forms of the oxidized methionine residue and the non-oxidized methionine residue, despite being derived from the same sequence in the original peptide. Converges as an oxidized methionine residue.

なお、前記工程(1)で得られたペプチド混合物中の、メチオニン酸化体(A-oxide)は、通常、スルホキシドである。そのため、本工程の酸化処理は、通常、メチオニン残基のチオエーテル基をスルフィニル基へ変換する条件で行う。   In addition, the methionine oxidant (A-oxide) in the peptide mixture obtained in the step (1) is usually sulfoxide. Therefore, the oxidation treatment in this step is usually performed under conditions for converting the thioether group of the methionine residue to a sulfinyl group.

本工程の酸化反応は、具体的には、前記ペプチド混合物に対し、酸化剤として過酸化水素を作用させることによって行う。過酸化水素を用いることは、上記工程(1)で得られたペプチド混合物中において、メチオニン残基の硫黄原子のみを酸化できることだけでなく、条件設定の容易さ、反応後の処理工程の少なさなどの点においても好ましい。過酸化水素は、水溶液として用いることができ、過酸化水素水の濃度や使用量は当業者が適宜選択することができる。例えば、重量基準で、過酸化水素が対象とするタンパク質の1/100〜1/6倍量となるように用いることができる。
過酸化水素を用いた場合の酸化反応の温度としては、たとえば、15℃〜30℃とすることが好ましい。また反応時間としては、10分〜1時間とすることができる。
Specifically, the oxidation reaction in this step is performed by allowing hydrogen peroxide to act as an oxidizing agent on the peptide mixture. The use of hydrogen peroxide not only enables oxidation of only the sulfur atom of the methionine residue in the peptide mixture obtained in the above step (1), but also facilitates the setting of conditions and the number of processing steps after the reaction. From the point of view, it is preferable. Hydrogen peroxide can be used as an aqueous solution, and the concentration and amount of hydrogen peroxide water can be appropriately selected by those skilled in the art. For example, it can be used so that hydrogen peroxide is 1/100 to 1/6 times the amount of the target protein on a weight basis.
The temperature of the oxidation reaction when hydrogen peroxide is used is preferably 15 ° C. to 30 ° C., for example. The reaction time can be 10 minutes to 1 hour.

酸化反応後の試料を質量分析装置によって測定する場合は、過酸化水素を用いた酸化処理は、MSプレート上で行っても良い。この場合、まず、前記工程(1)で得られたペプチド混合物をMSプレートに滴下し、その後、滴下したペプチド混合物上にさらに過酸化水素水を重ねて滴下すると良い。酸化反応を終えた後、直接当該MSプレートによって質量分析が可能となる。このように、酸化剤として過酸化水素を用いることは、反応後の処理工程が少ない点でも好ましい。   When the sample after the oxidation reaction is measured by a mass spectrometer, the oxidation treatment using hydrogen peroxide may be performed on the MS plate. In this case, first, the peptide mixture obtained in the step (1) may be dropped on the MS plate, and then hydrogen peroxide solution may be further dropped on the dropped peptide mixture. After finishing the oxidation reaction, mass spectrometry can be performed directly by the MS plate. Thus, it is preferable to use hydrogen peroxide as the oxidizing agent in that the number of treatment steps after the reaction is small.

<硫黄原子含有ペプチドの解析法>
上記本発明の硫黄原子含有ペプチドの処理法は、それによって得られたペプチド試料を、質量分析装置を用いて測定する場合に、特に有用に用いられる。
そこで本発明においては、さらに、硫黄原子含有ペプチドの解析法を提供する。従来、質量分析試料を調製するためペプチド処理において副生成物として生じた酸化体の存在の影響により、メチオニン残基含有ペプチドのピークが分散して検出されていたが、本発明によって、すべてのメチオニン残基が酸化体として収束されるため、当該メチオニン残基含有ペプチドのピークを、単一のピークとして検出することが可能になる。このことから、本発明は、従来法に比べて解析の感度及び定量の精度を向上させる効果を有する。
<Method for analyzing sulfur atom-containing peptides>
The method for treating a sulfur atom-containing peptide of the present invention is particularly useful when a peptide sample obtained thereby is measured using a mass spectrometer.
Therefore, the present invention further provides a method for analyzing a sulfur atom-containing peptide. Conventionally, peaks of methionine residue-containing peptides have been detected in a dispersed manner due to the presence of an oxidant generated as a by-product in peptide processing to prepare a mass spectrometry sample. Since the residue is converged as an oxidant, the peak of the methionine residue-containing peptide can be detected as a single peak. Therefore, the present invention has an effect of improving the sensitivity of analysis and the accuracy of quantification as compared with the conventional method.

メチオニン残基を酸化メチオニン残基に変換することは、さらに以下の利点を有する。すなわち、硫黄原子が酸化されたペプチドは、非酸化体よりも、質量分析において開裂を受けやすい。そのため、PSD(ポストソースディケイ)測定はMSの二乗以上の多段階測定において、より多くの構造情報を得ることができる。この点でも、本発明は、従来法に比べて解析の精度を向上させる効果を有する。   Converting a methionine residue to an oxidized methionine residue further has the following advantages. That is, a peptide in which a sulfur atom is oxidized is more susceptible to cleavage in mass spectrometry than a non-oxidized form. Therefore, PSD (post-source decay) measurement can obtain more structural information in multi-step measurement of the square of MS or more. Also in this respect, the present invention has an effect of improving the accuracy of analysis as compared with the conventional method.

具体的な解析プロトコルとして、NBS法が好ましく用いられる。以下に、本発明の方法を応用したNBS法の一例を紹介する。
<1>解析すべきタンパク質試料Iとその対照タンパク質試料IIとの2種類の状態のタンパク質試料を用意する。
<2>前記タンパク質試料Iを、2−ニトロ[136]ベンゼンスルフェニルクロリド及び2−ニトロ[126]ベンゼンスルフェニルクロリドのいずれか一方を用いて修飾し、別途、前記タンパク質試料IIを、2−ニトロ[136]ベンゼンスルフェニルクロリド及び2−ニトロ[126]ベンゼンスルフェニルクロリドのいずれか他方を用いて修飾する。
<3>修飾されたタンパク質試料I及び修飾されたタンパク質試料IIを混合する。
<4>脱塩カラムを用いて未反応の試薬を除く。
<5>還元アルキル化処理を行う。
<6>得られた修飾タンパク質混合物を還元・アルキル化した後、修飾ペプチド断片と非修飾ペプチド断片とを含むペプチド混合物へ消化する。
<7>ペプチド混合物に対して過酸化水素を用いた酸化処理を行う。
<8>ペプチド混合物から修飾ペプチド断片を濃縮分離する。
<9>質量分析を行う。
As a specific analysis protocol, the NBS method is preferably used. An example of the NBS method to which the method of the present invention is applied will be introduced below.
<1> Prepare two kinds of protein samples, ie, a protein sample I to be analyzed and a control protein sample II thereof.
<2> The protein sample I is modified with any one of 2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride and 2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride, and separately the protein sample II Is modified with either one of 2-nitro [ 13 C 6 ] benzenesulfenyl chloride and 2-nitro [ 12 C 6 ] benzenesulfenyl chloride.
<3> Mix the modified protein sample I and the modified protein sample II.
<4> Remove unreacted reagents using a desalting column.
<5> Perform reductive alkylation treatment.
<6> The obtained modified protein mixture is reduced and alkylated, and then digested into a peptide mixture containing a modified peptide fragment and an unmodified peptide fragment.
<7> An oxidation treatment using hydrogen peroxide is performed on the peptide mixture.
<8> The modified peptide fragment is concentrated and separated from the peptide mixture.
<9> Perform mass spectrometry.

以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
Neuromedin C(GNHWAVGHLM−NH2:配列番号1、M−NH2は、アミド化されたメチオニン残基を表す)を解析すべきペプチド試料とした。このペプチド試料100マイクログラムを、0.1v/v%TFA水溶液50マイクロリットルに溶解した。得られたペプチド液に、NBS試薬(2-nitrobenzenesulfenyl chloride; 12C-6)0.3mgを酢酸50マイクロリットルに溶解したものを加え、室温で1時間反応させた。反応後、LH20のカラムで脱塩、ついで減圧濃縮することにより、NBS化Neuromedin C試料を得た。
このNBS化Neuromedin C試料に0.1v/v%TFA水溶液を300マイクロリットル加えて溶解した。そのうちの100マイクロリットルをとり、30v/v%過酸化水素水1マイクロリットルを加えた。室温で反応させ、30分後及び1時間後に反応をモニターしたところ、1時間で酸化反応が収束した。
[Example 1]
Neuromedin C (GNHWAVGHLM-NH 2: SEQ ID NO: 1, M-NH 2 represents an amidated methionine residue) was a peptide sample to be analyze. 100 micrograms of this peptide sample was dissolved in 50 microliters of a 0.1 v / v% TFA aqueous solution. A solution obtained by dissolving 0.3 mg of NBS reagent (2-nitrobenzenesulfenyl chloride; 12 C-6) in 50 microliters of acetic acid was added to the obtained peptide solution and reacted at room temperature for 1 hour. After the reaction, desalting was performed with a column of LH20, followed by concentration under reduced pressure to obtain a NBS-modified Neuromedin C sample.
To this NBS-modified Neuromedin C sample, 300 microliters of 0.1 v / v% TFA aqueous solution was added and dissolved. 100 microliters of that was taken and 1 microliter of 30 v / v% hydrogen peroxide water was added. When the reaction was performed at room temperature and the reaction was monitored after 30 minutes and 1 hour, the oxidation reaction converged in 1 hour.

酸化反応を行う前のNBS化Neuromedin C試料、及び、酸化反応を行った後の酸化/NBS化Neuromedin C試料について、質量分析装置AXIMA-FCR(島津製作所製)を用いて測定を行った。NBS化Neuromedin C試料のマススペクトルを図1(a)に、酸化/NBS化Neuromedin C試料のマススペクトルを図1(b)に示す。なお、全ての図において、横軸は質量電荷比(Mass/Charge)、縦軸は相対強度を表す。   The NBS converted Neuromedin C sample before the oxidation reaction and the oxidized / NBS converted Neuromedin C sample after the oxidation reaction were measured using a mass spectrometer AXIMA-FCR (manufactured by Shimadzu Corporation). The mass spectrum of the NBS-modified Neuromedin C sample is shown in FIG. 1 (a), and the mass spectrum of the oxidized / NBS-modified Neuromedin C sample is shown in FIG. 1 (b). In all the figures, the horizontal axis represents the mass-to-charge ratio (Mass / Charge), and the vertical axis represents the relative intensity.

図1(a)においては、NBS化Neuromedin C分子のピークとともに、当該ピークより16Da大きいピークが検出されている。このことから、NBS化Neuromedin C試料の調製において、NBS化Neuromedin Cの酸化体(すなわち酸化/NBS化Neuromedin C分子)が副生成物として生じたために、このような+16Daピークが検出されたといえる。
図1(b)においては、図1(a)で検出されたNBS化Neuromedin C分子のピークが消失し、酸化/NBS化Neuromedin C分子に収束されて検出されたことがわかる。また、酸化反応によって、NBS化トリプトファン残基の硫黄原子は酸化されず、メチオニン残基の硫黄原子のみが選択的に酸化されたことが分かった。
In FIG. 1A, a peak 16 Da larger than the peak is detected together with the peak of the NBS-modified Neuromedin C molecule. From this, it can be said that such an +16 Da peak was detected because an oxidized form of NBS-modified Neuromedin C (that is, oxidized / NBS-modified Neuromedin C molecule) was generated as a by-product in the preparation of NBS-modified Neuromedin C sample.
In FIG. 1 (b), it can be seen that the peak of the NBS-modified Neuromedin C molecule detected in FIG. 1 (a) disappears and is converged to the oxidized / NBS-modified Neuromedin C molecule and detected. Further, it was found that the sulfur atom of the NBS-modified tryptophan residue was not oxidized by the oxidation reaction, and only the sulfur atom of the methionine residue was selectively oxidized.

[実施例2]
egg white lysozymeを解析すべきタンパク質試料とした。このタンパク質試料100マイクログラムを、6M塩酸グアニジン(guanidine hydrochloride)25マイクロリットルに溶解した。得られたタンパク質液に、NBS試薬(2-nitrobenzenesulfenyl chloride; 12C-6)0.2mgを酢酸25μlに溶解したものを加え、室温で1時間反応させた。反応後、LH20のカラムで脱塩、ついで減圧濃縮した。濃縮残渣にTris-HCl bufferを加えて溶解し、TCEPによる還元及びヨードアセトアミドによるアルキル化を行った。ついで、トリプシン溶液(Trypsin6.7マイクログラム/buffer300マイクロリットル)を加えて消化(37℃、14時間)を行うことにより、NBS化egg white lysozyme消化物を得た。
[Example 2]
Egg white lysozyme was used as a protein sample to be analyzed. 100 micrograms of this protein sample was dissolved in 25 microliters of 6M guanidine hydrochloride. A solution obtained by dissolving 0.2 mg of NBS reagent (2-nitrobenzenesulfenyl chloride; 12 C-6) in 25 μl of acetic acid was added to the obtained protein solution and reacted at room temperature for 1 hour. After the reaction, the solution was desalted with an LH20 column and then concentrated under reduced pressure. Tris-HCl buffer was added to the concentrated residue for dissolution, and reduction with TCEP and alkylation with iodoacetamide were performed. Subsequently, trypsin solution (Trypsin 6.7 microgram / buffer 300 microliter) was added and digestion (37 ° C., 14 hours) to obtain a digested NBS egg white lysozyme.

酸化反応を行う前のNBS化egg white lysozyme消化物、及び、酸化反応を行った後の酸化/NBS化egg white lysozyme消化物について、質量分析装置AXIMA-FCR(島津製作所製)を用いて測定を行った。得られたマススペクトルのうち、質量電荷比が1977−2030の範囲を図2に、1295−1320の範囲を図3に示した。   Measurement of NBS-modified egg white lysozyme digest before oxidation and oxidation / NBS-modified egg white lysozyme digest after oxidation using mass spectrometer AXIMA-FCR (manufactured by Shimadzu Corporation) went. Among the obtained mass spectra, the range of mass to charge ratio of 1977-2030 is shown in FIG. 2, and the range of 1295-1320 is shown in FIG.

図2(a)においては、NBS化egg white lysozyme消化物に含まれるNBS化ペプチド断片(IVSDGNGMNAW(NBS)VAW(NBS)R:配列番号2、W(NBS)はNBS化されたトリプトファン残基を表す)のピークとともに、当該ピークより16Da大きいピークが検出されている。このことから、NBS化egg white lysozyme消化物の調製において、当該NBS化ペプチド断片の酸化体(酸化/NBS化ペプチド断片)が副生成物として生じたために、このような+16Daピークが検出されたといえる。
図2(b)においては、図2(a)で検出されたNBS化ペプチド断片のピークが消失し、対応する酸化/NBS化ペプチド断片に収束されて検出されたことがわかる。また、酸化反応によって、NBS化トリプトファン残基の硫黄原子は酸化されず、メチオニン残基の硫黄原子のみが選択的に酸化されたことが分かった。
In FIG. 2 (a), an NBS-modified peptide fragment (IVSDGNGMNAW (NBS) VAW (NBS) R: SEQ ID NO: 2, W (NBS) represents an NBS-modified tryptophan residue contained in an NBS-modified egg white lysozyme digest. A peak that is 16 Da larger than the peak is detected. From this, it can be said that such a +16 Da peak was detected because an oxidized form of the NBS-modified peptide fragment (oxidized / NBS-modified peptide fragment) was generated as a by-product in the preparation of NBS-modified egg white lysozyme digest. .
In FIG. 2 (b), it can be seen that the peaks of the NBS-modified peptide fragments detected in FIG. 2 (a) disappeared and converged to the corresponding oxidized / NBS-modified peptide fragments were detected. Further, it was found that the sulfur atom of the NBS-modified tryptophan residue was not oxidized by the oxidation reaction, and only the sulfur atom of the methionine residue was selectively oxidized.

図3(a)においては、NBS化egg white lysozyme消化物に含まれる、メチオニン残基を有しないペプチド断片(W(NBS)W(NBS)C(CAM)NDGR:配列番号3、W(NBS)はNBS化トリプトファン残基、C(CAM)はS−カルバミドメチル化されたシステイン残基を表す)が検出されている。この断片においては、酸化反応の前後において分子量の変化が見られなかった。このことから、NBS化トリプトファン残基の硫黄原子やカルバミドメチル化されたシステインの硫黄原子は酸化されないことが確認された。   In FIG. 3 (a), a peptide fragment without a methionine residue (W (NBS) W (NBS) C (CAM) NDGR: SEQ ID NO: 3, W (NBS)) contained in the digested egg white lysozyme of NBS Are NBS-modified tryptophan residues, and C (CAM) is an S-carbamidomethylated cysteine residue). In this fragment, no change in molecular weight was observed before and after the oxidation reaction. From this, it was confirmed that the sulfur atom of the NBS-modified tryptophan residue and the sulfur atom of the carbamidomethylated cysteine were not oxidized.

実施例1で得られた、Neuromedin Cの質量分析結果を示す。The mass-spectrometry result of Neuromedin C obtained in Example 1 is shown. 実施例2で得られた、Lysozymeの質量分析結果を示す。The mass spectrometry result of Lysozyme obtained in Example 2 is shown. 実施例2で得られた、Lysozymeの質量分析結果を示す。The mass spectrometry result of Lysozyme obtained in Example 2 is shown.

Claims (8)

S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料に、酸化工程として、過酸化水素を加えてメチオニン残基の硫黄原子のみを酸化する工程を行うことを含む、硫黄原子含有ペプチドの処理法。   To a sample containing a peptide (A) having an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue and a methionine residue, hydrogen peroxide is added as an oxidation step to add a methionine residue. The processing method of a sulfur atom containing peptide including performing the process of oxidizing only the sulfur atom of. 前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)を含む試料は、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)をさらに含むものであり、
前記酸化工程を行うことによって、前記試料中の前記ペプチド(A)を、前記ペプチド(A-oxide)と同じ構造を有するS−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチドに変換する、請求項1に記載の硫黄含有ペプチドの処理法。
The sample containing the peptide (A) having the S-alkylated cysteine residue and / or the sulfenylated tryptophan residue and the methionine residue is obtained from an S-alkylated cysteine residue and / or A peptide (A-oxide) having a sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue;
By performing the oxidation step, the peptide (A) in the sample is converted into an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue having the same structure as the peptide (A-oxide). The method for treating a sulfur-containing peptide according to claim 1, wherein the peptide is converted to a peptide having a group and an oxidized methionine residue.
前記ペプチド(A)と前記ペプチド(A-oxide)とを含む試料は、下記工程:
システイン残基及び/又はトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチドを含む試料に、
前記システイン残基を有する場合、前記システイン残基のS−アルキル化を行うこと、及び/又は、
前記トリプトファン残基を有する場合、前記トリプトファン残基のスルフェニル化を行うこと、
を含む処理を行うことによって、
主生成物として、前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、メチオニン残基とを有するペプチド(A)と、
副生成物として、前記S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチド(A-oxide)とを得る工程
によって得られるものである、請求項2に記載の硫黄含有ペプチドの処理法。
The sample containing the peptide (A) and the peptide (A-oxide) is prepared by the following process:
In a sample containing a peptide having a cysteine residue and / or a tryptophan residue and a methionine residue,
If having the cysteine residue, performing S-alkylation of the cysteine residue, and / or
When having the tryptophan residue, sulfenylation of the tryptophan residue;
By performing processing including
Peptide (A) having the S-alkylated cysteine residue and / or sulfenylated tryptophan residue and methionine residue as main products,
Obtained as a by-product is a step of obtaining a peptide (A-oxide) having the S-alkylated cysteine residue and / or sulfenylated tryptophan residue and an oxidized methionine residue. The processing method of the sulfur containing peptide of Claim 2 which is a thing.
前記S−アルキル化されたシステイン残基は、S−カルバミドメチル化されたシステイン残基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。   The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of claims 1 to 3, wherein the S-alkylated cysteine residue is an S-carbamidomethylated cysteine residue. 前記スルフェニル化されたトリプトファン残基は、2−ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。   The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of claims 1 to 4, wherein the sulfenylated tryptophan residue is a 2-nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue. 前記2−ニトロベンゼンスルフェニル化されたトリプトファン残基は、トリプトファン残基に2−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドを作用させることによって得られたものである、請求項5に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。   The method for treating a sulfur atom-containing peptide according to claim 5, wherein the 2-nitrobenzenesulfenylated tryptophan residue is obtained by allowing 2-nitrobenzenesulfenyl chloride to act on a tryptophan residue. 前記メチオニン残基の硫黄原子は、スルホキシドに酸化される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法。   The sulfur atom-containing peptide treatment method according to claim 1, wherein the sulfur atom of the methionine residue is oxidized to sulfoxide. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の硫黄原子含有ペプチドの処理法によって得られた、S−アルキル化されたシステイン残基及び/又はスルフェニル化されたトリプトファン残基と、酸化されたメチオニン残基とを有するペプチドを、質量分析装置を用いて測定する、硫黄原子含有ペプチドの解析方法。   Oxidized with an S-alkylated cysteine residue and / or a sulfenylated tryptophan residue obtained by the method for treating a sulfur atom-containing peptide according to any one of claims 1 to 7. A method for analyzing a sulfur atom-containing peptide, comprising measuring a peptide having a methionine residue using a mass spectrometer.
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