(57)【要約】【課題】より短い部分配列から高感度でペプチド配列を決定することができるペプチド帰属方法及びペプチド帰属システムを提供する。【解決手段】質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピーク又はプリカーサイオンを基点として、デノボシーケンシング法により複数の部分配列２１，２２を推定する。推定された複数の部分配列２１，２２を全て含む全長配列からなるタンパク質をタンパク質配列データベースから検索する。検索されたタンパク質の全長配列のうち、複数の部分配列２１，２２を全て含む範囲の最小ペプチド配列２０を、当該複数の部分配列２１，２２のいずれか１つが最小ペプチド配列２０の一端を構成し、他の１つが最小ペプチド配列２０の他端を構成するように決定する。最小ペプチド配列２０に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列２４，２５を伸長し、プリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として選択する。【選択図】  図３
2018040572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペプチド試料に対して質量分析を行う質量分析ステップと、
前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピーク又はプリカーサイオンを基点として、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定する部分配列推定ステップと、
複数種類のタンパク質の全長配列が格納されているタンパク質配列データベースから、前記部分配列推定ステップにより推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質を検索するデータベース検索ステップと、
前記データベース検索ステップにより検索されたタンパク質の全長配列のうち、前記複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列を、当該複数の部分配列のいずれか１つが前記最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが前記最小ペプチド配列の他端を構成するように決定する最小ペプチド配列決定ステップと、
前記データベース検索ステップにより検索されたタンパク質の全長配列、及び、最小ペプチド配列決定ステップにより決定された最小ペプチド配列に基づいて、前記最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長し、前記質量分析ステップにより得られたプリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として選択する候補配列選択ステップとを含むことを特徴とするペプチド帰属方法。
【請求項２】
前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに基づいて、当該質量スペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成するピークリスト作成ステップをさらに含み、
前記部分配列推定ステップでは、前記ピークリスト作成ステップにより作成されたピークリストに基づいて、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定することを特徴とする請求項１に記載のペプチド帰属方法。
【請求項３】
前記最小ペプチド配列決定ステップでは、前記質量分析ステップにより得られたプリカーサイオン質量以下の質量範囲にある最小ペプチド配列を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のペプチド帰属方法。
【請求項４】
前記候補配列選択ステップにより選択された候補配列に基づいて理論プロダクトイオン質量を算出し、その理論プロダクトイオン質量を前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに含まれるピークと照合することにより、最も一致度の高い候補配列を抽出する候補配列抽出ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のペプチド帰属方法。
【請求項５】
ペプチド試料に対して質量分析を行う質量分析部と、
前記質量分析部により得られた質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピーク又はプリカーサイオンを基点として、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定する部分配列推定部と、
複数種類のタンパク質の全長配列が格納されているタンパク質配列データベースから、前記部分配列推定部により推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質を検索するデータベース検索部と、
前記データベース検索部により検索されたタンパク質の全長配列のうち、前記複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列を、当該複数の部分配列のいずれか１つが前記最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが前記最小ペプチド配列の他端を構成するように決定する最小ペプチド配列決定部と、
前記データベース検索部により検索されたタンパク質の全長配列、及び、最小ペプチド配列決定部により決定された最小ペプチド配列に基づいて、前記最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長し、前記質量分析部により得られたプリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として選択する候補配列選択部とを備えることを特徴とするペプチド帰属システム。
【請求項６】
前記質量分析部により得られた質量スペクトルに基づいて、当該質量スペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成するピークリスト作成部をさらに含み、
前記部分配列推定部は、前記ピークリスト作成部により作成されたピークリストに基づいて、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定することを特徴とする請求項５に記載のペプチド帰属システム。
【請求項７】
前記最小ペプチド配列決定部は、前記質量分析部により得られたプリカーサイオン質量以下の質量範囲にある最小ペプチド配列を決定することを特徴とする請求項５又は６に記載のペプチド帰属システム。
【請求項８】
前記候補配列選択部により選択された候補配列に基づいて理論プロダクトイオン質量を算出し、その理論プロダクトイオン質量を前記質量分析部により得られた質量スペクトルに含まれるピークと照合することにより、最も一致度の高い候補配列を抽出する候補配列抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のペプチド帰属システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析を用いてペプチド試料の配列候補を選択するペプチド帰属方法及びペプチド帰属システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質を対象とする一般的なペプチド帰属方法として、デノボシーケンシング法（例えば下記非特許文献１参照）、データベース検索法（例えば下記非特許文献２参照）、シーケンスタグ検索法（例えば下記非特許文献３参照）などが知られている。
【０００３】
デノボシーケンシング法では、データベースを用いずに、測定データからアミノ酸配列が読み取られる。具体的には、ペプチドの末端から何らかの方法によりアミノ酸残基が１残基ずつ取り除かれたペプチド断片群が生成され、それらのペプチド断片群に由来するイオンピークの質量差からアミノ酸配列が読み取られる。全長配列あるいはホモロジー検索による絞り込みが可能な長さの配列を読み取ることでペプチドの同定・候補絞り込みが可能となる。代表的な実装としては、ＰＥＡＫＳと呼ばれるソフトウェアが広く知られている（例えば下記非特許文献１参照）。
【０００４】
データベース検索法としては、マトリックス・サイエンス社が提供しているマスコット（Ｍａｓｃｏｔ）−ＭＳ／ＭＳ・イオン・サーチなどの検索法が知られている（例えば下記非特許文献２参照）。具体的には、タンパク質データベースに収録されているタンパク質アミノ酸配列から想定される全てのペプチドの組み合わせが、インシリコ酵素消化（in silico digestion）により求められる。そして、求められたペプチドの分子量がＭＳ２プリカーサイオン質量と照合され、所定の質量許容誤差の範囲で合致したものについて理論プロダクトイオン質量が算出される。算出された理論プロダクトイオン質量はＭＳ２測定データと照合され、一致度の高いペプチドが探索される。
【０００５】
デノボシーケンシング法とデータベース検索法を組み合わせた手法として、シーケンスタグ検索法では、３〜４残基程度からなる部分配列をデノボシーケンシング法などの方法により取得し、その部分配列の両端におけるイオンピーク質量やプリカーサイオン質量にマッチするペプチド配列をタンパク質データベースから探索する。代表的なシーケンスタグ検索法としては、マトリックス・サイエンス社が提供しているマスコット（Ｍａｓｃｏｔ）−シーケンス・クエリなどの検索法が知られている（例えば下記非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Bin Ma, et al. : An effective algorithm for the peptide De Novo sequencing from MS/MS spectrum. Symp. Comb. Pattern Matching 2003, 266-278
【非特許文献２】「マトリックス・サイエンス−マスコット−ＭＳ／ＭＳ・イオン・サーチ（Matrix Science -Mascot- MS/MS Ions Search）」、[online]、英国マトリックス・サイエンス社（Matrix Science Ltd.）、[平成２４年１０月２２日検索]、インターネット＜URL: http://www.matrixscience.com/cgi/search_form.pl?FORMVER=2&SEARCH=MIS＞
【非特許文献３】「マトリックス・サイエンス−マスコット−シーケンス・クエリ（Matrix Science -Mascot- Sequence Query）」、[online]、英国マトリックス・サイエンス社（Matrix Science Ltd.）、[平成２４年１０月２２日検索]、インターネット＜URL: http://www.matrixscience.com/cgi/search_form.pl?FORMVER=2&SEARCH=SQ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の手法を用いても、プロテオーム解析では、高品質なＭＳ２スペクトルの多くが未帰属のまま残される。（また、内在性ペプチドのように多様な分解酵素による切断を受けてペプチドが生成された場合、あるいは、技術的な理由から特異性の低い分解酵素を用いてペプチドを生成した場合には、生成ペプチドのアミノ酸組成・電荷分布が多様であるために、ＭＳ２測定時のプロダクトイオン生成様式も複雑・多様となり、より多くのスペクトルが未帰属のままとなる。）
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、より短い部分配列から高感度でペプチド配列を決定することができるペプチド帰属方法及びペプチド帰属システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るペプチド帰属方法は、質量分析ステップと、部分配列推定ステップと、データベース検索ステップと、最小ペプチド配列決定ステップと、候補配列選択ステップとを含む。前記質量分析ステップでは、ペプチド試料に対して質量分析を行う。前記部分配列推定ステップでは、前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピーク又はプリカーサイオンを基点として、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定する。前記データベース検索ステップでは、複数種類のタンパク質の全長配列が格納されているタンパク質配列データベースから、前記部分配列推定ステップにより推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質を検索する。前記最小ペプチド配列決定ステップでは、前記データベース検索ステップにより検索されたタンパク質の全長配列のうち、前記複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列を、当該複数の部分配列のいずれか１つが前記最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが前記最小ペプチド配列の他端を構成するように決定する。前記候補配列選択ステップでは、前記データベース検索ステップにより検索されたタンパク質の全長配列、及び、最小ペプチド配列決定ステップにより決定された最小ペプチド配列に基づいて、前記最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長し、前記質量分析ステップにより得られたプリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として選択する。
【００１０】
このような構成によれば、複数の部分配列が推定され、それらの部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質がタンパク質配列データベースから検索される。例えば、２〜３残基程度からなる短い部分配列であれば、複数推定できる場合が少なくない。そして、複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列が決定され、その最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列が伸長されることにより、候補配列としてのペプチド配列が選択される。
【００１１】
複数の部分配列のいずれか１つが最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが最小ペプチド配列の他端を構成しているため、これらの２つの部分配列間に特定されていない配列が含まれている場合であっても、最小ペプチド配列全体を特定できたのと同様の効果が得られる。これにより、最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の残りの配列を短くすることができるため、当該残りの配列を高感度で伸長して候補配列としてのペプチド配列を選択することができる。したがって、より短い部分配列から高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００１２】
前記ペプチド帰属方法は、前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに基づいて、当該質量スペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成するピークリスト作成ステップをさらに含んでいてもよい。この場合、前記部分配列推定ステップでは、前記ピークリスト作成ステップにより作成されたピークリストに基づいて、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定してもよい。
【００１３】
このような構成によれば、作成したピークリストに含まれる複数のピークの情報に基づいて、デノボシーケンシング法により複数の部分配列が推定される。質量スペクトルには、同位体ピークなどの部分配列の推定に必要ないピークも含まれている場合があるため、必要なピークの情報のみをピークリストとして作成することにより、そのピークリストに基づいて複数の部分配列を精度よく推定することができる。
【００１４】
前記最小ペプチド配列決定ステップでは、前記質量分析ステップにより得られたプリカーサイオン質量以下の質量範囲にある最小ペプチド配列を決定してもよい。
【００１５】
このような構成によれば、推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質が検索された場合であっても、複数の部分配列を全て含む範囲の配列がプリカーサイオン質量よりも大きい質量範囲にあれば、その配列は最小ペプチド配列として決定されない。これにより、候補配列として選択されるペプチド配列を絞ることができるため、より高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００１６】
前記ペプチド帰属方法は、候補配列抽出ステップをさらに含んでいてもよい。前記候補配列抽出ステップでは、前記候補配列選択ステップにより選択された候補配列に基づいて理論プロダクトイオン質量を算出し、その理論プロダクトイオン質量を前記質量分析ステップにより得られた質量スペクトルに含まれるピークと照合することにより、最も一致度の高い候補配列を抽出する。
【００１７】
このような構成によれば、プリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として一意的に絞り込めなかった場合であっても、理論プロダクトイオン質量を用いて候補配列を抽出することにより、候補配列を一意的に絞り込むことが可能となる。したがって、さらに高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００１８】
本発明に係るペプチド帰属システムは、質量分析部と、部分配列推定部と、データベース検索部と、最小ペプチド配列決定部と、候補配列選択部とを備える。前記質量分析部は、ペプチド試料に対して質量分析を行う。前記部分配列推定部は、前記質量分析部により得られた質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピーク又はプリカーサイオンを基点として、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定する。前記データベース検索部は、複数種類のタンパク質の全長配列が格納されているタンパク質配列データベースから、前記部分配列推定部により推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質を検索する。前記最小ペプチド配列決定部は、前記データベース検索部により検索されたタンパク質の全長配列のうち、前記複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列を、当該複数の部分配列のいずれか１つが前記最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが前記最小ペプチド配列の他端を構成するように決定する。前記候補配列選択部は、前記データベース検索部により検索されたタンパク質の全長配列、及び、最小ペプチド配列決定部により決定された最小ペプチド配列に基づいて、前記最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長し、前記質量分析部により得られたプリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として選択する。
【００１９】
前記ペプチド帰属システムは、前記質量分析部により得られた質量スペクトルに基づいて、当該質量スペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成するピークリスト作成部をさらに含んでいてもよい。この場合、前記部分配列推定部は、前記ピークリスト作成部により作成されたピークリストに基づいて、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定してもよい。
【００２０】
前記最小ペプチド配列決定部は、前記質量分析部により得られたプリカーサイオン質量以下の質量範囲にある最小ペプチド配列を決定してもよい。
【００２１】
前記ペプチド帰属システムは、候補配列抽出部をさらに備えていてもよい。前記候補配列抽出部は、前記候補配列選択部により選択された候補配列に基づいて理論プロダクトイオン質量を算出し、その理論プロダクトイオン質量を前記質量分析部により得られた質量スペクトルに含まれるピークと照合することにより、最も一致度の高い候補配列を抽出する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数の部分配列から最小ペプチド配列を決定することにより、最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の残りの配列を短くすることができ、当該残りの配列を高感度で伸長して候補配列としてのペプチド配列を選択することができるため、より短い部分配列から高感度でペプチド配列を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るペプチド帰属システムの構成例を示したブロック図である。
【図２Ａ】部分配列推定部により部分配列を推定する際の態様の一例を示した図である。
【図２Ｂ】部分配列推定部により部分配列を推定する際の態様の一例を示した図である。
【図３】最小ペプチド配列決定部及び候補配列選択部による処理について説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るペプチド帰属方法の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
１．ペプチド帰属システムの構成
図１は、本発明の一実施形態に係るペプチド帰属システム１の構成例を示したブロック図である。このペプチド帰属システム１は、分析対象となる試料（ペプチド試料）のペプチド配列を決定するためのものである。ペプチド帰属システム１を用いることにより、例えば生体内で産生される内在性ペプチドの他、各種試料のペプチド配列を決定することができる。
【００２５】
ペプチド帰属システム１は、質量分析部１１、ピークリスト作成部１２、部分配列推定部１３、データベース検索部１４、最小ペプチド配列決定部１５、候補配列選択部１６及び候補配列抽出部１７などを備えている。これらの各部１１〜１７の少なくとも一部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む情報処理装置により構成されている。
【００２６】
また、ペプチド帰属システム１は、記憶部により構成されるタンパク質配列データベース１８を備えている。タンパク質配列データベース１８には、ペプチド配列が既知である複数種類のタンパク質について、それらのタンパク質の全長配列が予め格納されている。ここで、「ペプチド配列が既知」とは、公開されているタンパク質の配列データベースや文献情報にペプチド配列が収録されている場合や、従来の解析法（手動解析を含む。）により高い信頼度でペプチド配列が帰属されている場合を含む概念である。ただし、タンパク質配列データベース１８は、ペプチド帰属システム１に備えられた構成に限らず、ペプチド帰属システム１とは分離して設けられたデータベースを利用してもよい。
【００２７】
質量分析部１１は、ペプチド試料に対して質量分析を行う（質量分析ステップ）。質量分析部１１による質量分析の方法としては、特に限定されるものではないが、例えばイオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＩＴ−ＴＯＦ  ＭＳ）を用いた方法を採用することができる。この方法を用いた場合には、例えばイオン化部、イオントラップ及びＴＯＦ  ＭＳ（いずれも図示せず）を備えたＩＴ−ＴＯＦ  ＭＳを用いてペプチド試料に対する質量分析が行われる。
【００２８】
具体的には、ペプチド試料はイオン化部においてイオン化され、そのイオンがイオントラップにより捕捉される。イオントラップとしては、例えば三次元四重極型のものを用いることができるが、これに限られるものではない。イオントラップ内には、捕捉したイオンの一部が選択的に残され、そのイオンがＣＩＤ（衝突誘起解離）により開裂される。開裂されたイオンは、イオントラップからＴＯＦ  ＭＳ（飛行時間型質量分析器）に送られる。
【００２９】
ＴＯＦ  ＭＳでは、飛行空間を飛行したイオンが検出器により検出される。具体的には、飛行空間に形成された電場により加速されたイオンが、当該飛行空間を飛行する間にｍ／ｚ（質量電荷比）に応じて時間的に分離され、検出器により順次検出される。これにより、ｍ／ｚと検出器における検出強度との関係が質量スペクトルとして測定され、質量分析が実現される。ただし、ＩＴ−ＴＯＦ  ＭＳに限らず、例えばイオントラップのないタンデム型飛行時間型質量分析装置（Ｔａｎｄｅｍ  ＴＯＦ（ＴＯＦ−ＴＯＦ）  ＭＳ）の他、四重極飛行時間型質量分析装置（Ｑ−ＴＯＦ  ＭＳ）、四重極イオントラップ型質量分析装置（Ｑｑ−ＩＴ  ＭＳ）などのハイブリッド型の質量分析装置を用いて質量分析が行われてもよい。また、イオンの開裂方法についても、ＣＩＤに限られるものではなく、ＥＴＤ（電子移動解離）、ＥＣＤ（電子捕獲解離）などの他の開裂方法が用いられてもよい。
【００３０】
ＩＴ−ＴＯＦ  ＭＳを用いた質量分析では、イオントラップにおいてイオンを開裂させてＴＯＦ  ＭＳで質量分析を行うという一連の動作を繰り返し行うことにより、ＭＳｎ分析（ｎは２以上の整数）を行い、質量スペクトルとしてのＭＳｎスペクトルを測定することができる。すなわち、ＭＳｎプリカーサイオンを開裂させてＭＳｎプロダクトイオンを検出する動作がｎ回繰り返されることにより、ｎ回分のＭＳｎスペクトルが得られる。
【００３１】
ピークリスト作成部１２は、質量分析部１１により得られたＭＳｎスペクトルに基づいて、そのＭＳｎスペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成する（ピークリスト作成ステップ）。ピークリストには、ＭＳｎプロダクトイオンやＭＳｎプリカーサイオンのｍ／ｚの情報が含まれる。各ピークには、１Ｄａの質量差で同位体ピークが隣接して現れる場合があるが、同位体ピークは除外してピークリストが作成される。
【００３２】
部分配列推定部１３は、質量分析部１１により得られた質量スペクトルに基づいて、ペプチド試料の一部（例えば２〜３残基）の配列である部分配列をデノボシーケンシング法により推定する（部分配列推定ステップ）。具体的には、ピークリスト作成部１２により作成されたピークリストに基づいて、ピークリストに含まれるいずれかのピークを基点に各ピークの質量差から部分配列が推定される。基点となるピークは、ＭＳｎスペクトルに含まれる少なくとも一部のピークであり、例えば強度が一定値以上の主要ピークである。主要ピークには、ＭＳｎプロダクトイオンだけでなく、ＭＳｎプリカーサイオンのピークも含まれる。
【００３３】
データベース検索部１４は、部分配列推定部１３により推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質をタンパク質配列データベース１８から検索する（データベース検索ステップ）。すなわち、本実施形態では、部分配列推定部１３により複数のピークを基点にそれぞれ部分配列が推定されることにより、複数の部分配列が推定される。そして、それらの複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質だけが、タンパク質配列データベース１８から検索される。このとき、検索されたタンパク質の全長配列における各部分配列の位置情報が取得される。したがって、検索された各タンパク質は、いずれも推定された複数の部分配列を含み、それらの部分配列の位置のみが異なる全長配列を有していることになる。
【００３４】
最小ペプチド配列決定部１５は、データベース検索部１４により検索されたタンパク質の全長配列の中から、推定された複数の部分配列を含む最小ペプチド配列を決定する（最小ペプチド配列決定ステップ）。最小ペプチド配列は、推定された複数の部分配列を全て含む最小範囲の配列である。すなわち、複数の部分配列のいずれか１つが最小ペプチド配列の一端を構成し、他の１つが最小ペプチド配列の他端を構成するように、推定された部分配列が両端に位置する最小ペプチド配列が決定される。
【００３５】
最小ペプチド配列を決定する際には、推定された複数の部分配列の位置情報も参照され、特定の質量範囲に全ての部分配列が位置している場合にのみ最小ペプチド配列として決定される。具体的には、ＭＳｎスペクトルに含まれるピークに基づいて複数の部分配列を推定したときに、それらの部分配列がＭＳｎプリカーサイオンのｍ／ｚ以下の質量範囲にある場合にのみ、当該複数の部分配列を全て含む最小ペプチド配列が決定される。
【００３６】
候補配列選択部１６は、データベース検索部１４により検索されたタンパク質の全長配列、及び、最小ペプチド配列決定部１５により決定された最小ペプチド配列に基づいて、ペプチド試料の配列（ペプチド配列）の候補配列を選択する（候補配列選択ステップ）。このとき、最小ペプチド配列の両端（Ｎ末端側及びＣ末端側）の少なくとも一方が、検索されたタンパク質の全長配列に基づいて伸長される。そして、末端のｍ／ｚがＭＳｎプリカーサイオンのｍ／ｚ（プリカーサイオン質量）と一致する場合、すなわちペプチド配列がプリカーサイオン質量に対応している場合にのみ、そのペプチド配列が候補配列として選択される。
【００３７】
候補配列選択部１６により候補配列を選択した場合に、１つの候補配列に一意的に絞り込むことができる場合もあれば、一意的に絞り込めない場合もある。このような候補配列を一意的に絞り込めない場合に、候補配列抽出部１７が、複数の候補配列の中から１つの候補配列を抽出する（候補配列抽出ステップ）。
【００３８】
具体的には、候補配列に基づいて理論的にＭＳｎプロダクトイオンのｍ／ｚ（理論プロダクトイオン質量）が算出され、それらの理論プロダクトイオン質量が、質量分析部１１により得られたＭＳｎスペクトルに含まれるピークと照合される。そして、各理論プロダクトイオン質量とＭＳｎスペクトルに含まれる各ピークのｍ／ｚとの一致度が、例えばスコア付けなどにより算出され、最も一致度の高い候補配列が複数の候補配列の中から抽出される。
【００３９】
２．部分配列の推定の具体例
図２Ａ及び図２Ｂは、部分配列推定部１３により部分配列を推定する際の態様の一例を示した図である。この例では、ｍ／ｚ＝１８８３．８３の一価正イオンをＭＳ２プリカーサイオンとして得られたＭＳ２プロダクトイオンのピークに基づいて、デノボシーケンシング法により部分配列を推定した場合について説明する。
【００４０】
図２Ａの例では、ＭＳ２プリカーサイオンのピークであるｍ／ｚ＝１８８３．８３を基点として、隣接する各ピークの質量差に基づいて「ＤＥＡ」の部分配列（並び順はＮ末端側からＣ末端側）が推定されている。また、図２Ｂの例では、ｍ／ｚ＝１１０９．４６のＭＳ２プロダクトイオンのピークを基点として、隣接する各ピークの質量差に基づいて「ＨＥＧ」の部分配列（並び順は不明）が推定されている。
【００４１】
３．最小ペプチド配列及びその伸長方法
図３は、最小ペプチド配列決定部１５及び候補配列選択部１６による処理について説明するための図である。図３では、タンパク質配列データベース１８に格納されているタンパク質の全長配列の一部を模式的に示している。
【００４２】
部分配列推定部１３により２つの部分配列２１，２２が推定されたとする。この場合、最小ペプチド配列決定部１５が決定する最小ペプチド配列２０は、Ｎ末端側の一端が一方の部分配列２１により構成され、Ｃ末端側の一端が他方の部分配列２２により構成される。すなわち、推定された２つの部分配列２１，２２により両端が構成される最小ペプチド配列２０が、最小ペプチド配列決定部１５により決定される。
【００４３】
このとき、２つの部分配列２１，２２間には、配列が特定されていない部分（未特定配列２３）が含まれていてもよい。なお、部分配列推定部１３により、上記２つの部分配列２１，２２以外の他の部分配列が推定され、全体で３つ以上の部分配列が推定された場合には、上記他の部分配列は２つの部分配列２１，２２の間に位置することとなる。
【００４４】
候補配列選択部１６は、上記のようにして決定された最小ペプチド配列２０のＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長させる。すなわち、データベース検索部１４により検索されたタンパク質の全長配列における最小ペプチド配列２０の位置を基準にして、Ｎ末端側の配列２４及びＣ末端側の配列２５の少なくとも一方が、全長配列に基づいて伸長される。
【００４５】
このようにして最小ペプチド配列２０を伸長した結果、プリカーサイオン質量に対応するペプチド配列が得られれば、そのペプチド配列が候補配列として選択される。図３の例では、最小ペプチド配列２０に対してＮ末端側及びＣ末端側の両方を伸長させる場合が示されているが、推定された部分配列のいずれかが全長配列の一端（Ｎ末端又はＣ末端）を構成している場合には、最小ペプチド配列２０に対してＮ末端側又はＣ末端側の一方の配列のみを伸長させてもよい。
【００４６】
図２Ａ及び図２Ｂの例では、「ＤＥＡ」及び「ＨＥＧ」の２つの部分配列が推定され、これらの部分配列から決定された最小ペプチド配列２０に対してＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長した結果、ＦＩＢＡ＿ＨＵＭＡＮ（Ｐ０２６７１）タンパク質より「ＤＥＡＧＳＥＡＤＨＥＧＴＨＳＴＫＲＧ」が、唯一、ＭＳ２プリカーサイオンのｍ／ｚに対応するペプチド配列として選択された。この場合、「ＤＥＡＧＳＥＡＤＨＥＧＴＨＳＴＫＲＧ」のうちの「ＤＥＡＧＳＥＡＤＨＥＧ」の部分が最小ペプチド配列２０であったことが分かるが、ペプチド配列を選択する上では、２つの部分配列「ＤＥＡ」及び「ＨＥＧ」が推定できれば十分であり、これらの２つの部分配列間の配列「ＧＳＥＡＤ」は未特定のままでよい。
【００４７】
４．ペプチド帰属方法の具体例
図４は、本発明の一実施形態に係るペプチド帰属方法の一例を示したフローチャートである。ペプチド試料のペプチド配列を決定する際には、まず、質量分析部１１においてペプチド試料に対する質量分析が行われる（ステップＳ１０１）。そして、質量分析により得られた質量スペクトル（ＭＳｎスペクトル）に基づいて、ピークリスト作成部１２が、質量スペクトルに含まれる複数のピークの情報をピークリストとして作成する（ステップＳ１０２）。
【００４８】
その後、ピークリストに含まれるピークの情報（ｍ／ｚ）に基づいて、部分配列推定部１３が、デノボシーケンシング法により複数の部分配列を推定する（ステップＳ１０３）。また、データベース検索部１４が、推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質をタンパク質配列データベース１８から検索する（ステップＳ１０４）。そして、最小ペプチド配列決定部１５が、検索されたタンパク質の全長配列の中から、複数の部分配列を全て含む範囲の最小ペプチド配列を決定する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
候補配列選択部１６は、決定された最小ペプチド配列に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列を伸長し（ステップＳ１０６）、プリカーサイオン質量（ＭＳｎプリカーサイオンのｍ／ｚ）に対応するペプチド配列を候補配列として選択する（ステップＳ１０７）。このとき、候補配列選択部１６により、１つの候補配列に一意的に絞り込むことができるとは限らない。
【００５０】
候補配列選択部１６により、１つの候補配列に一意的に絞り込むことができなかった場合には（ステップＳ１０８でＮｏ）、候補配列抽出部１７が、理論プロダクトイオン質量を算出し（ステップＳ１０９）、その理論プロダクトイオン質量を質量スペクトル（ＭＳｎスペクトル）に含まれるピークと照合することにより、１つの候補配列を抽出する（ステップＳ１１０）。
【００５１】
５．作用効果
（１）本実施形態では、図３に例示されるように、複数の部分配列２１，２２が推定され、それらの部分配列２１，２２を全て含む全長配列からなるタンパク質がタンパク質配列データベースから検索される。例えば、２〜３残基程度からなる短い部分配列２１，２２であれば、複数推定できる場合が少なくない。そして、複数の部分配列２１，２２を全て含む範囲の最小ペプチド配列２０が決定され、その最小ペプチド配列２０に対するＮ末端側及びＣ末端側の少なくとも一方の配列２４，２５が伸長されることにより、候補配列としてのペプチド配列が選択される。
【００５２】
複数の部分配列２１，２２のいずれか１つが最小ペプチド配列２０の一端を構成し、他の１つが最小ペプチド配列２０の他端を構成しているため、これらの２つの部分配列２１，２２間に特定されていない配列２３が含まれている場合であっても、最小ペプチド配列２０全体を特定できたのと同様の効果が得られる。これにより、最小ペプチド配列２０に対するＮ末端側及びＣ末端側の残りの配列２４，２５を短くすることができるため、当該残りの配列２４，２５を高感度で伸長して候補配列としてのペプチド配列を選択することができる。したがって、より短い（例えば２〜３残基の）部分配列２１，２２から高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００５３】
（２）また、本実施形態では、作成したピークリストに含まれる複数のピークの情報に基づいて、図２Ａ及び図２Ｂに例示されるように、デノボシーケンシング法により複数の部分配列が推定される。質量スペクトルには、同位体ピークなどの部分配列の推定に必要ないピークも含まれている場合があるため、必要なピークの情報のみをピークリストとして作成することにより、そのピークリストに基づいて複数の部分配列を精度よく推定することができる。
【００５４】
（３）さらに、本実施形態では、推定された複数の部分配列を全て含む全長配列からなるタンパク質が検索された場合であっても、複数の部分配列を全て含む範囲の配列がプリカーサイオン質量（ＭＳｎプリカーサイオンのｍ／ｚ）よりも大きい質量範囲にあれば、その配列は最小ペプチド配列２０として決定されない。これにより、候補配列として選択されるペプチド配列を絞ることができるため、より高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００５５】
（４）また、本実施形態では、プリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として一意的に絞り込めなかった場合であっても、図４のステップＳ１０９及びＳ１１０に示すように、理論プロダクトイオン質量を用いて候補配列を抽出することにより、候補配列を一意的に絞り込むことが可能となる。したがって、さらに高感度でペプチド配列を決定することができる。
【００５６】
６．変形例
以上の実施形態では、ピークリスト作成部１２により作成されたピークリストに基づいて、部分配列推定部１３が複数の部分配列を推定するような構成について説明した。しかし、質量分析部１１により得られた質量スペクトルに含まれる少なくとも一部のピークに基づいて部分配列が推定されるような構成であれば、ピークリスト作成部１２を備えていない構成であってもよい。
【００５７】
また、以上の実施形態では、プリカーサイオン質量に対応するペプチド配列を候補配列として一意的に絞り込めなかった場合に、候補配列抽出部１７により候補配列を一意的に絞り込むような構成について説明した。しかし、候補配列抽出部１７による処理は付加的な処理に過ぎず、候補配列抽出部１７を省略することも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１    ペプチド帰属システム
１１  質量分析部
１２  ピークリスト作成部
１３  部分配列推定部
１４  データベース検索部
１５  最小ペプチド配列決定部
１６  候補配列選択部
１７  候補配列抽出部
１８  タンパク質配列データベース
２０  最小ペプチド配列
２１，２２  部分配列
【図１】
2018040572.tif 000003
【図２Ａ】
2018040572.tif 000004
【図２Ｂ】
2018040572.tif 000005
【図３】
2018040572.tif 000006
【図４】
2018040572.tif 000007