生体高分子のイオン化法

イオン化の技術は、積極的に分子を構成成分に断片化するというより、生体高分子の同定を行う目的で開発されました。2つの「エネルギーデポジション」プロセス、すなわち電子捕獲解離(ECD) [R.A. Zubarev, Electron-capture dissociation tandem mass spectrometry, Curr. Opin. Biotechnol 15 (2004), pp. 12–16]、および電子移動解離(ETD) [J.J. Coon, J. Shabanowitz, D.F. Hunt and J.E. Syka, Electron transfer dissociation of peptide anions, J. Am. Soc. Mass Spectrom 16 (2005), pp. 880–882] は、一般に生体高分子分析およびプロテオミクスに用いられています。この2つのプロセスは電子捕捉サイトに隣接している結合を切断しますが、衡突誘起解離(CID)のような他のフラグメンテーションプロセスと異なり、切断された部位が分子内において最も不安定な部位というわけではありません。この切断は、ペプチド配列にはほとんど依存せず、従ってペプチド骨格のアミノ酸同士の切断は、分子の大きさに依存しない傾向があります。ペプチドのECDおよびETDの主要なフラグメンテーションにより、cおよびz・イオンが生じます。ECDはリン酸化およびO-グリコシル化のような不安定な翻訳修飾の分析、およびインタクトタンパク質のフラグメンテーション分析に役立つことが実証されています。

エレクトロスプレーイオン化(ESI)質量分析は、アミド水素/重水素(H/D)置換分析と関連付けると、溶液中のタンパク質の構造を詳細に解明するのに、さらに助けとなることが示されています。荷電分配やタンパク質のESIによる帯電により、核磁気共鳴などの技術と共に一般的に使用される近紫外円二色性(CD)およびトリプトファン蛍光のような他の技術では実現できないような少ないサンプル量で、より大きなタンパク質が溶液中でどのような立体構造をとっているかを知ることができます。MS以外の技術は溶液中の多数のタンパク質を対象とし、平均的な特性を測定するものです。従ってMSを用いるメリットは、タンパク質の一時構造または折り畳み中間体の構造を詳細に解明することができる点と考えられます。

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