(57)【要約】【課題】データベース検索によるペプチド等の同定の際に得られる候補化合物の絞り込みをユーザがより的確且つ容易に行えるようにする。【解決手段】類似構造比較分類部は、スコア付けされた多数の候補化合物を、スコアが最高である候補化合物と構造が類似した構造類似化合物と構造が類似しない構造非類似化合物とに分別し（Ｓ４）、スコア分布表示処理部は、その二つの集団毎にスコアの分布を示すヒストグラムを作成して重ねて表示する（Ｓ５）。ユーザはこの表示から、二つの集団のスコア分布が異なる分布に従うか否かを判定し、異なる分布に従う場合には同定の信頼度を示すＥ値等の信頼性が低いと判断する。信頼度指標値算出部は、構造非類似化合物に分別された候補化合物のスコア分布に基づいて信頼度指標値を算出し表示する（Ｓ７）。これにより、より的確な信頼度指標値が表示されるので、ユーザはスコアが最上位である候補化合物の妥当性を評価することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的化合物を含む試料を質量分析した結果に対し、該目的化合物を同定する又は構造を推定するための所定の解析処理を行うことで得られた解析結果を表示する解析結果表示処理装置であって、
a)目的化合物との構造の類似性を示す指標であるスコアがそれぞれ与えられた複数の候補化合物を、前記スコアとは異なる所定の基準に基づき、最上位のスコアを示す候補化合物に類似した構造を有する構造類似化合物の集合と、最上位のスコアを示す候補化合物とは構造が類似しない構造非類似化合物の集合とに分別する類似構造比較分別部と、
b)前記類似構造比較分別部により分別された集合毎に、それぞれに含まれる候補化合物のスコアの分布を示すグラフを作成し、その二つのグラフを比較可能であるように表示部の画面上に表示するスコア分布表示処理部と、
を備えることを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の解析結果表示処理装置であって、
解析対象の化合物は翻訳後修飾を受けたペプチドを含むペプチドであって、前記類似構造比較分別部は少なくとも、最上位のスコアを示す候補化合物とペプチドの種類が同一であって修飾物やそれが付加される修飾部位のみが異なる翻訳後修飾を受けたペプチドを構造類似化合物として分別することを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の解析結果表示処理装置であって、
解析対象の化合物は翻訳後修飾を受けたペプチドを含むペプチドであって、前記類似構造比較分別部は少なくとも、最上位のスコアを示す候補化合物に対する部分的な変異又は切断サイトの相違によるアミノ酸配列の異なるペプチドフォームを含む化合物を構造類似化合物として分別することを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の解析結果表示処理装置であって、
前記最上位のスコアを示す候補化合物の同定結果の信頼度合いを示す信頼度指標値を、前記類似構造比較分別部により構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物のスコアの分布に基づいて算出する信頼度指標算出部、をさらに備えることを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の解析結果表示処理装置であって、
前記類似構造比較分別部は、前記構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物を、構造類似化合物と構造非類似化合物との分別の基準とは別の基準に基づいて、前記構造非類似化合物の最上位のスコアを示す候補化合物に類似した構造を有する二次構造類似化合物の集合と、前記構造非類似化合物の最上位のスコアを示す候補化合物のいずれとも構造が類似しない二次構造非類似化合物の集合とに分別する処理を所定回数再帰的に行うことを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の解析結果表示処理装置であって、
前記最上位のスコアを示す候補化合物の同定結果の信頼度合いを示す信頼度指標値を、前記二次構造類似化合物の集合に分別された候補化合物の中での最上位のスコアと、前記二次構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物のスコア分布とに基づいて算出する信頼度指標算出部、をさらに備えることを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の解析結果表示処理装置であって、
前記構造類似化合物の集合、前記二次構造類似化合物の集合、及び前記二次構造非類似化合物の集合にそれぞれ分別された候補化合物を、それぞれの一覧として、前記最上位のスコアを示す候補化合物と共に表示部に表示する類似構造化合物候補一覧表示部、をさらに備えることを特徴とする解析結果表示処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の解析結果表示処理装置であって、
前記類似構造分子化合物候補一覧表示部による表示に対応して、ユーザが任意の候補化合物を選択指示する候補選択指示部と、
試料に対する質量分析で得られたマススペクトル上の各ピークを、前記候補選択指示部により選択指示された候補化合物の構造に基づいてその部分構造に帰属させる帰属処理部と、
前記帰属処理部による帰属結果を表示部に表示するピーク帰属結果表示部と、
をさらに備えることを特徴とする解析結果表示処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析を利用した化合物の同定や構造解析などによって得られる解析結果を表示するための解析結果表示処理装置に関し、特に、タンパク質やペプチド等の高分子化合物の同定や構造解析に有用な解析結果表示処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンパク質やペプチド、糖鎖、脂質といった生体由来の高分子化合物を同定したりその構造を解析したりする際に、近年、質量分析が広く利用されている。質量分析を利用した高分子化合物の同定或いは構造推定の一般的な手順は次のとおりである。
【０００３】
まず、イオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＩＴ−ＴＯＦＭＳ）など、ＭＳn分析が可能である質量分析装置を用い、解析対象である高分子化合物に対するＭＳn分析を実施する。即ち、目的の高分子化合物から生成した分子イオンを衝突誘起解離（ＣＩＤ）等の適宜の解離手法で以て解離させ、元のイオンが断片化した各種のフラグメントイオン（プロダクトイオン）を質量分析してマススペクトル（プロダクトイオンスペクトル）を取得する。このマススペクトル上で観測される各ピークは目的の高分子化合物の部分構造に対応している。そこで、そのマススペクトル上で観測される各ピークの質量電荷比m/zをデータベース等に収録されている様々な化合物について理論的に求まる解離断片の質量と照合し、複数の解離断片の質量の一致度合いに基づく所定のアルゴリズムに則って、解析対象の化合物とデータベース中の化合物との類似度合いを示すスコアを算出する。そして、最も高いスコアを示す一つの化合物を、或いはスコア順位が上位である複数の化合物を、解析対象である化合物の候補としてユーザに提示する。
【０００４】
タンパク質やペプチドを対象とする解析において、上述したようなデータベース検索を行うためのコンピュータソフトウェアとしては、英国マトリクスサイエンス（Matrix Science）社の「Mascot」（非特許文献１など参照）や、ＧＰＭ（The Global Proteome Machine Organization）が提供している「X! Tandem」などがよく知られている。
【０００５】
一般に、上述したようなデータベース検索のためのソフトウェアにおいて算出されるスコアの値は絶対的なものではなく、候補となる化合物の質量や検索条件などに依存して変動する。そのため、化合物候補のスコア値を単に比較していずれの候補が適切かを判断したり、或いは、算出されたスコアの値を単に所定の閾値と比較することで、候補として挙げられた化合物が妥当であるか否かを判断したりすることは適切でない場合がある。そこで、ユーザが注目している化合物候補が他の化合物候補に対して統計的に有意なスコアを有するか否かを示す期待値等の信頼度指標値を別に計算し、この信頼度指標値に基づいた客観的な評価がなされることがよくある。例えば「X! Tandem」においては、Ｅ値（e-value）が上記信頼度指標値に相当するものである（特許文献１など参照）。
【０００６】
しかしながら、高分子化合物の中でも特に質量が大きな高分子化合物では、上記のような信頼度指標値を用いても化合物候補の評価や選択が難しい場合がある。その理由は次の通りである。
【０００７】
こうした高分子化合物では、構造が殆ど同一であって一部の部分構造のみが相違する、或いは特定の部分構造の一部のみが相違する化合物（以下、こうした化合物を「構造類似化合物」と称す）が多数存在することがある。例えばペプチドの場合、ペプチドが同じで翻訳後修飾が相違する、又は翻訳後修飾中の一部のみが相違するものなどが構造類似化合物となり得る。同定しようとしている未知化合物に構造類似化合物が多数存在する場合、それらの構造は互いにかなり類似しているため構造類似化合物のスコアは全般に高くなる。一方、構造自体はそれほど類似していないにも拘わらず、部分構造の質量が解析対象である未知化合物の部分構造と偶然近いために、スコアが高くなってしまう場合もある（以下、こうした化合物を「構造非類似化合物」と称す）。例えば、上記信頼度指標値を、1個のスペクトルに対してデータベース検索の際に照合した多数の化合物のスコア分布に基づく統計的な計算によって算出した場合には、スコアが高い構造非類似化合物の数が増えると、正しい化合物の信頼度指標値も悪化する傾向にある。その結果、目的とする化合物の正確な同定や構造推定が困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−５０８６６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「Mascot Server」、［online］、英国マトリクスサイエンス（Matrixscience）社、［平成２９年４月２７日検索］、インターネット＜http://www.matrixscience.com/server.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は、タンパク質、ペプチド等の生体由来の高分子化合物の同定や構造解析をデータベース検索により行う際に、その検索によって抽出された候補化合物の的確性をユーザが判定したり、そうした候補化合物の中からより妥当な候補を選択したりするのに有用な情報をユーザに提供することができる解析結果表示処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明は、目的化合物を含む試料を質量分析した結果に対し、該目的化合物を同定する又は構造を推定するための所定の解析処理を行うことで得られた解析結果を表示する解析結果表示処理装置であって、
a)目的化合物との構造の類似性を示す指標であるスコアがそれぞれ与えられた複数の候補化合物を、前記スコアとは異なる所定の基準に基づき、最上位のスコアを示す候補化合物に類似した構造を有する構造類似化合物の集合と、最上位のスコアを示す候補化合物とは構造が類似しない構造非類似化合物の集合と、に分別する類似構造比較分別部と、
b)前記類似構造比較分別部により分別された集合毎に、それぞれに含まれる候補化合物のスコアの分布を示すグラフを作成し、その二つのグラフを比較可能であるように表示部の画面上に表示するスコア分布表示処理部と、
を備えることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る解析結果表示処理装置において、上記「目的化合物を含む試料を質量分析した結果」とは、ｎが２以上であるＭＳnスペクトルを含むマススペクトルである。また、上記「目的化合物を同定する又は構造を推定するための所定の解析処理」とは典型的には、上述したようなデータベース検索によってタンパク質やペプチドを同定したりその構造を推定するための解析処理であって、アミノ酸配列等の構造の類似性を示す指標値としてスコアが候補の化合物毎に算出されるものである。したがって、そうしたデータベース検索の結果として多数のスコア付けされた候補化合物が、本発明に係る解析結果表示処理装置における処理対象の情報として与えられる。ただし、そのスコアの算出方法を含め、解析処理のアルゴリズムは問わず、上述したMascotやX!Tandem等の既知のソフトウェアを用いたものでよい。
【００１３】
本発明に係る解析結果表示処理装置において、類似構造比較分別部は、まず、スコア付けされている多数の候補化合物の中でスコアが最も高い、つまりは目的化合物との類似性が最も高い可能性がある、と推定される候補化合物を抽出する（以下、この候補化合物を「最上位スコア候補化合物」と呼ぶこととする）。そして、それ以外の全ての候補化合物を、最上位スコア候補化合物の構造に類似した構造を有する構造類似化合物と、構造が類似しない構造非類似化合物と、の二つのいずれかに分別し、それぞれの集合を形成する。類似構造比較分別部は、化学構造に関して予め定められた所定の基準等、スコアとは異なる所定の基準に従って、各候補化合物の構造が最上位スコア候補化合物と類似しているか否かを判定すればよい。
【００１４】
例えば解析対象の化合物が翻訳後修飾を受けたペプチドを含むペプチドである場合、一つの態様として、前記類似構造比較分別部は少なくとも、最上位のスコアを示す候補化合物（最上位スコア候補化合物）とペプチドの種類が同一であって修飾物やそれが付加される修飾部位のみが異なる翻訳後修飾を受けたペプチドを構造類似化合物として分別する構成とすることができる。
【００１５】
また別の態様として、前記類似構造比較分別部は少なくとも、最上位のスコアを示す候補化合物に対する部分的な変異又は切断サイトの相違によるアミノ酸配列の異なるペプチドフォームを含む化合物を構造類似化合物として分別する構成としてもよい。
【００１６】
いずれにしても、構造が類似しているか非類似であるかを判定する基準は解析対象の化合物の種類や解析の目的などによって異なるから、予めユーザがそうした基準を入力したり予め用意された基準の選択肢の中から選択したりすることができるようにしておくとよい。
【００１７】
次いで、スコア分布表示処理部は、構造類似化合物の集合と構造非類似化合物の集合とのそれぞれについて、含まれる候補化合物のスコアの分布を示すグラフ例えばヒストグラムを作成する。そして、その二つのグラフが視覚上容易に比較可能であるような形式で以てそれらを表示部の画面上に表示する。具体的には、例えば縦軸、横軸が共通であるグラフ枠内に、二つのヒストグラムを異なる表示色又はパターンの塗りつぶしで以て重ねて描出するとよい。もちろん、重ねて表示するのではなく、二つのヒストグラムを並べて表示してもよい。これにより、複数の構造類似化合物のスコア分布と複数の構造非類似化合物のスコア分布とが明確に異なるものであるか、或いは、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物のスコア分布が一つの分布に従うとみなせるものであるかを、ユーザが視覚的に容易に確認することができる。また、構造類似化合物のスコアを除外した候補化合物のスコア分布をもとに、同定結果が妥当かどうかをユーザ自身が評価することができる。
【００１８】
上述したようにデータベース検索による同定の際には、1個のスペクトルに対して照合した候補化合物毎にスコアが算出されるほか、最上位スコア候補化合物についての信頼度指標値が算出される。例えば、信頼度指標値を最上位スコア候補化合物以外の候補化合物のスコア分布に基づいて算出した場合には、そのスコア分布が例えばガンベル分布等の単一の分布に従うものとして計算が行われるため、スコア分布が単一の分布に従うとみなせないような場合には信頼度指標値の精度の低下が懸念される。これに対し、本発明に係る解析結果表示処理装置では、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物を真に構造が近いものとそうでないものとに分けてそれぞれのスコア分布が示されるので、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物のスコア分布が単一の分布に従うか否かをユーザが視覚的に確認することができ、その結果から、同定の際に求まるＥ値などの信頼度指標値が妥当かどうかをユーザ自身が評価することができる。
【００１９】
上述したように、構造類似化合物のスコア分布と構造非類似化合物のスコア分布とが明確に異なるものである場合、最上位スコア候補化合物は構造類似化合物と同一の集団であるとみなせるから、この構造類似化合物のスコアを除外した候補化合物のスコア分布に基づいて信頼度指標値を求めたほうが最上位スコア候補化合物とそれ以外の候補化合物との有意差の有無を判定するうえでは妥当であると考えられる。
【００２０】
そこで、本発明に係る解析結果表示処理装置において、好ましくは、
前記最上位のスコアを示す候補化合物の同定結果の信頼度合いを示す信頼度指標値を、前記類似構造比較分別部により構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物のスコアの分布に基づいて算出する信頼度指標算出部、をさらに備える構成とするとよい。もちろん、こうした算出された信頼度指標値を表示部の画面上に表示するようにするとよい。
【００２１】
この構成によれば、同定に際に算出されるＥ値等の信頼度指標値に比べても信頼に足る信頼度指標値をユーザに提供することができる。
【００２２】
また本発明に係る解析結果表示処理装置において、
前記類似構造比較分別部は、前記構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物を、構造類似化合物と構造非類似化合物との分別の基準とは別の（同様の）基準に基づいて、前記構造非類似化合物の最上位のスコアを示す候補化合物に類似した構造を有する二次構造類似化合物の集合と、前記構造非類似化合物の最上位のスコアを示す候補化合物のいずれとも構造が類似しない二次構造非類似化合物の集合とに分別する処理を所定回数再帰的に行う構成とするとよい。
【００２３】
この構成では、類似構造比較分別部は、構造非類似化合物として分別された候補化合物をさらに、目的化合物の部分構造とは異なる部分構造を有するものの偶然その部分構造の質量が同じであるために候補化合物として抽出された、いわば偽の候補と、当初の構造類似化合物と構造非類似化合物との分別の基準では構造非類似と判定されたものの、例えばアミノ酸配列が似通っている等、構造の類似性を有する候補と、に分別する。これにより、目的化合物との構造の類似性がほぼないとみなせる候補化合物を二次構造非類似化合物として抽出することができる。
【００２４】
この場合、前記最上位のスコアを示す候補化合物の同定結果の信頼度合いを示す信頼度指標値を、前記二次構造類似化合物の集合に分別された候補化合物の中での最上位のスコアと、前記二次構造非類似化合物の集合に分別された候補化合物のスコア分布とに基づいて算出する信頼度指標算出部、をさらに備える構成とするとよい。
【００２５】
この構成によれば、ユーザに提供する信頼度指標値の信頼性をより一層向上させることができる。
【００２６】
また本発明に係る解析結果表示処理装置では、
前記構造類似化合物の集合、前記二次構造類似化合物の集合、及び前記二次構造非類似化合物の集合にそれぞれ分別された候補化合物を、それぞれの一覧として、前記最上位のスコアを示す候補化合物と共に表示部に表示する類似構造化合物候補一覧表示部、をさらに備える構成とするとよい。
【００２７】
この構成によれば、ユーザは、構造類似性に応じて自動的に分別された各候補化合物とそのスコアを表示画面上で確認することができる。
【００２８】
また上記構成の解析結果表示処理装置は、
前記類似構造分子化合物候補一覧表示部による表示に対応して、ユーザが任意の候補化合物を選択指示する候補選択指示部と、
試料に対する質量分析で得られたマススペクトル上の各ピークを、前記候補選択指示部により選択指示された候補化合物の構造に基づいてその部分構造に帰属させる帰属処理部と、
前記帰属処理部による帰属結果を表示部に表示するピーク帰属結果表示部と、
をさらに備える構成とするとよい。
【００２９】
この構成によれば、ユーザが指定した任意の候補化合物についてのピーク帰属結果を表示されたマススペクトル上で確認することができ、例えば信号強度が大きなピークでありながら帰属されていないピーク等を容易に把握することができる。それにより、例えば異なるアルゴリズムによる同定手法での同じ候補化合物のピーク帰属結果を比較して、各アルゴリズムの特性等を詳細に解析することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る解析結果表示処理装置によれば、目的化合物に対する構造類似化合物のスコア分布と構造非類似化合物のスコア分布とが比較可能に表示されるので、例えばユーザがこれを目視で確認して、二つのスコア分布が異なる分布に従うのか否かを容易に判断することができる。異なる分布に従う複数のスコア分布が存在していると、ペプチド同定等の際に算出されるＥ値等の信頼性指標値の算出精度が低くなる場合があるが、上記判断結果により、ユーザは同定結果あるいは信頼性指標値の妥当性を視覚的に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る解析結果表示処理装置を用いたペプチド解析システムの一実施例の概略構成図。
【図２】本実施例のペプチド解析システムにおけるペプチド解析の一手法の作業及び処理の手順を示すフローチャート。
【図３】本実施例のペプチド解析システムにおけるペプチド解析の別の手法の作業及び処理の手順を示すフローチャート。
【図４】本実施例のペプチド解析システムにおいて表示されるスコア分布表示結果の一実測例を示す図。
【図５】本実施例のペプチド解析システムにおけるマススペクトル上のピークの帰属結果の一実測例を示す図。
【図６】本実施例のペプチド解析システムにおけるマススペクトル上のピークの帰属結果の他の実測例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る解析結果表示処理装置を用いたペプチド解析システムの一実施例について、添付図面を参照して説明する。
図１は本実施例のペプチド解析システムの概略構成図である。
【００３３】
このペプチド解析システムは、同定対象であるペプチドを含む試料に対する質量分析を実施する質量分析部１と、主として、その分析により収集されたマススペクトルデータに基づく解析処理を実行するデータ解析部２と、ユーザが操作する操作部３と、解析結果等を表示する表示部４と、を備える。
【００３４】
質量分析部１は、ＭＳn分析が可能であるとともに高スループットで且つ質量分解能や質量精度が高いことが望ましく、例えばＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ／ＴＯＦＭＳ、ＭＡＬＤＩ−ＩＴ−ＴＯＦＭＳなどを用いるとよい。但し、質量分析部１はこれに限るものではない。
一方、データ解析部２は、機能ブロックとして、データ保存部２０、データベース検索部２１、タンパク質データベース２２、類似構造比較分別部２３、信頼度指標値算出部２４、ピーク帰属処理部２５、スコア分布表示処理部２６、候補化合物一覧表示処理部２７、ピーク帰属結果表示処理部２８、などを含む。
【００３５】
なお、通常、データ解析部２の実体は、パーソナルコンピュータ又はより高性能なワークステーションである。そして、こうしたコンピュータに予めインストールされた専用のデータ処理ソフトウェアを該コンピュータ上で動作させることで、上記各機能ブロックにおける機能がそれぞれ達成される。この場合、操作部３はキーボードやマウス等のポインティングデバイスであり、表示部４はディスプレイモニタである。
【００３６】
図２は、本実施例のペプチド解析システムにおけるペプチド解析の一手法の作業及び処理の手順を示すフローチャートである。図２を参照しつつ、本実施例のペプチド解析システムにおいて試料に含まれるペプチドを同定する際の特徴的な作業及び処理について説明する。
【００３７】
まず、質量分析部１は、解析対象である目的化合物（翻訳後修飾を受けたペプチドを含む広義のペプチド）を含む試料について、当該化合物由来のイオンをプリカーサイオンとするＭＳ2分析（プロダクトイオンスキャン測定）を実行する。これにより、所定の質量電荷比範囲に亘るプロダクトイオンの信号強度を示すＭＳ2スペクトルデータが質量分析部１からデータ解析部２に入力され、該データがデータ保存部２０に一旦保存される（ステップＳ１）。
【００３８】
データ解析部２においてデータベース検索部２１は、タンパク質データベース２２を参照して、上記ＭＳ2スペクトルデータに基づくデータベース検索を行い、目的化合物として推定され得る化合物を候補化合物として複数抽出する（ステップＳ２）。このデータベース検索には上述したMascotやX!Tandemなどの既存のソフトウェアを用いることができる。このデータベース検索によって、それぞれスコア付けされた多数の候補化合物が挙げられる。上記既存のソフトウェアを用いた場合、抽出される候補化合物の数はかなり多く、そのスコアの値の範囲がかなり広い。このステップＳ２までは、データベース検索を用いた一般的なペプチド同定と同じ処理である。
【００３９】
次に、類似構造比較分別部２３は、ステップＳ２において抽出された多数の候補化合物の中でスコアが最も高いものを、最上位スコア候補化合物として一つ選択する（ステップＳ３）。そのあと、その最上位スコア候補化合物以外の全ての候補化合物について、最上位スコア候補化合物の構造に類似した構造を有する構造類似化合物と、構造が類似しない構造非類似化合物とのいずれであるのか判定し、それぞれの集合に分別する（ステップＳ４）。ここで、構造が類似しているか非類似であるのかの判定の基準は、その解析の目的や解析する化合物の種類などに応じて、予めユーザが設定しておけばよい。
【００４０】
ここでは例えば、最上位スコア候補化合物とペプチドの種類（構造）が同一であってペプチドを構成するアミノ酸に結合している修飾物やそれが結合している修飾部位のみが異なる翻訳後修飾を受けたペプチドを構造類似化合物として分別し、それ以外の化合物（ペプチド）を構造非類似化合物として分別するとよい。最上位スコア候補化合物に対する部分的な変異又は切断サイトの相違によるアミノ酸配列の異なるペプチドフォームを含む化合物を構造類似化合物として分別するようにしてもよい。もちろん、それ以外の様々な判定基準を用いることができる。
【００４１】
スコア分布表示処理部２６は、構造類似化合物の集合に分別された全ての候補化合物に付されているスコアに基づいて、スコア度数分布を示すヒストグラムを作成する。また、構造非類似化合物の集合に分別された全ての候補化合物に付されているスコアに基づいて、同様にヒストグラムを作成する。これにより、二つのヒストグラムが求まる（ステップＳ５）。そして、この二つのヒストグラムを同じ縦軸、横軸のグラフ枠内に、互いに異なる表示色で色付けして重ねて描画し、これを解析結果の一つとして表示部４の画面上に表示する（ステップＳ６）。即ち、構造類似化合物のスコア分布と構造非類似化合物のスコア分布とが比較容易な形式で表示部４の画面上に表示される。
【００４２】
ここで、本実施例のペプチド解析システムにおいて表示されるスコア分布表示結果の一実測例を示す。図４は、アミノ酸としてヒドロキシプロリン（Hydroxyproline）を含む翻訳後修飾を受けたペプチドのＭＳ2スペクトルを対象とした同定結果に基づいて、構造類似化合物と構造非類似化合物のヒストグラムを作成して表示した例である。同定にはX!Tandemを使用している。
【００４３】
図４において右側に位置するヒストグラムは、最上位のスコアを示すコラーゲン由来のヒドロキシプロリン含有ペプチド（非修飾）と、翻訳後修飾を受けた当該ペプチドにおいてヒドロキシプロリンの修飾部位のみが異なる翻訳後修飾を受けたペプチド（ＰＴＭバリアント）とを構造類似化合物とし、その構造類似化合物のスコアのヒストグラムを、縦軸を１で正規化したものである。また、左側の斜線で塗りつぶしたヒストグラムは、上記ＰＴＭバリアントに分別されなかった残りのペプチドのスコアのヒストグラムである。両ヒストグラムの一部は重なっているものの、その両ヒストグラムがそれぞれ異なる分布に従っていることは目視上明らかである。
【００４４】
図４中に点線で示した曲線は、構造非類似化合物のスコアのヒストグラムをガンベル分布（Gumbel distribution）に従ってフィッティングしたものである。このようなフィッティングを行うと、分布の相違がより一層明瞭になる。
なお、二つのスコア分布が異なる分布に従うか否かを目視で判断するだけでなく、例えば、コルモゴロフ−スミルノフ（Kolmogorov?Smirnov）検定などの統計的な手法に基づいて異なる分布に従うか否かを判定するようにしてもよい。
【００４５】
ステップＳ２において、X!Tandemなどの既存のデータベース検索ソフトウェアを利用して同定処理を行うと、スコアとともにＥ値などの信頼度指標値が算出される。その際には、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物に対するスコア分布が、ガンベル分布等の一つの分布に従うものとみなして信頼度指標値が算出される。通常、その際には最上位スコア候補化合物以外の候補化合物に対するスコア分布が２以上の分布が混在したものであることは想定されていない。そのため、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物を構造類似化合物の集合と構造非類似化合物の集合とに分けたとき、各集合のスコア分布が互いに異なる分布を示す、つまり２以上の分布が混在しているものである場合には、ステップＳ２において算出された信頼度指標値の算出精度が低い可能性がある。
実際に、図４に示した例では、全体が一つのガンベル分布に従うとみなしスコア分布を近似してＥ値を算出すると、Ｅ値が実際よりも大きく見積もられすぎて、統計的に有意な差が示されないおそれがある。
【００４６】
ユーザはステップＳ６において表示部４に表示されたグラフから、構造類似化合物のスコア分布と構造非類似化合物のスコア分布とが同じ分布に従うのか、或いは互いに異なる分布に従うのかを視覚的に判断することができる。そして、例えば両方のスコア分布が同じ分布に従っているとみなせる場合には、得られた同定結果、あるいは、Ｅ値等の信頼性指標値が妥当である、換言すれば、それ以上に信頼し得る同定結果あるいは指標値は得られないと判断することができる。一方、両方のスコア分布が互いに異なる分布に従っているとみなせる場合には、同定結果、あるいは信頼性指標値が妥当でないと判断することができる。
【００４７】
図４に示した例のように構造類似化合物がＰＴＭバリアントである場合、最上位スコア候補化合物とそのＰＴＭバリアントとは実質的に同一の集団であるとみなせる。そこで、最上位スコア候補化合物に対する信頼性指標値は、候補化合物から最上位スコア候補化合物を除外するだけでなくＰＴＭバリアントも除外して、その残りの候補化合物のスコアの分布に基づいて計算するほうがより妥当であると考えられる。そこで、信頼度指標値算出部２４は、構造非類似化合物として分別された全ての候補化合物のスコアの分布に基づいて、所定のアルゴリズムに従って最上位スコア候補化合物の信頼度指標値を算出する。そして、算出した信頼度指標値を表示部４の画面上に表示する（ステップＳ７）。
【００４８】
また、候補化合物一覧表示処理部２７は、最上位スコア候補化合物と、それ以外の候補化合物を構造類似化合物及び構造非類似化合物に分けた、候補化合物の化合物名の一覧表を作成し、これを表示部４の画面上に表示する（ステップＳ８）。このとき、各候補化合物に与えられたスコアも併せて表示するとよい。
【００４９】
一方、ピーク帰属処理部２５は、最上位スコア候補化合物及び構造類似化合物として分別された候補化合物についてそれぞれ、ステップＳ１で得られた試料に対する実測のマススペクトル上で観測される各ピークを、当該候補化合物の構造に基づいてその部分構造に帰属させる処理を実行する（ステップＳ９）。具体的には、各ピークの質量電荷比と一つの候補化合物の構造に基づく理論的な部分構造（ｂ系列、ｙ系列等の各系列のイオン）の質量との一致性に基づいて、ピークを帰属させればよい。
【００５０】
ユーザは、ステップＳ８において表示部４の画面上に表示された最上位スコア候補化合物や構造類似化合物として分別された候補化合物の名称の一覧表の中で、着目する候補化合物を操作部３で指定する。すると、ピーク帰属結果表示処理部２８は、指定された候補化合物に基づくピーク帰属結果、つまりマススペクトル上の各ピークの近傍にその候補化合物の構造に基づいて帰属された部分構造の情報が表示されたグラフを、表示部４の画面上に表示する（ステップＳ１０）。ユーザが指定する候補化合物を変更すると、表示部４に表示されるピーク帰属結果はそれに応じて切り替わる。これにより、ユーザは、最上位スコア候補化合物だけでなく、スコアが任意の順位である候補化合物のピーク帰属結果を表示により確認することができる。
【００５１】
上述したMascotやX!Tandemを含め、ペプチド等の生体高分子化合物の同定手法は完全に確立されたものとはいえず、条件によっては、或る同定のアルゴリズムでは高い信頼度で以て同定が行えるが、他の同定のアルゴリズムでは信頼性の高い同定が行えないといったこともよくある。そのため、生体高分子化合物の構造解析においては、様々な同定アルゴリズムの特性や適性、或いは改良点を見いだす作業が行われることがある。そうした作業では、異なる種類の複数の同定アルゴリズムを用いて同定を試みた結果が一致しなかった場合に、その中の一つの同定アルゴリズムで以て最上位のスコアでヒットした候補化合物が、他の同定アルゴリズムでの同定結果において下位のスコアでヒットしていないか否かを調べ、そうした候補化合物が見つかった場合に帰属結果を詳細に比較することが必要になる。上述したステップＳ８〜Ｓ１０の処理はこうした作業を行う際に有用である。
【００５２】
図５及び図６はいずれも本実施例のペプチド解析システムにおけるマススペクトル上のピークの帰属結果の一実測例を示す図である。図５は最上位スコア候補化合物のピーク帰属結果であり、図６はスコアが第２位である候補化合物のピーク帰属結果である。
【００５３】
図５、図６において、候補化合物由来の断片ピークであるとして帰属されたピークは濃い（太い）実線で、帰属されなかったピークは薄い（細い）実線で示されている。また、帰属されたピークの上部には、「ｙ６＋」等のイオンの系列とその位置を示す記号が付されている。図５では、m/z ８１８、m/z ８７５近傍の、信号強度が高い主要ピークが帰属されていないことが分かる。これに対し、図６では、m/z ８１８、m/z ８７５近傍のピークを含めた主要なピークが帰属されている。このことから、スコアが第２位である候補化合物のほうが、最上位スコア候補化合物に比べて、目的化合物として蓋然性の高い化合物であると推定することができる。
【００５４】
一般に、最上位スコア候補化合物とスコア上位の構造類似化合物とではスコア値がかなり近接していることが多いため、スコア値のみで候補化合物を一意的に絞り込むことは困難である。これに対し、上述したように各候補化合物についてのピーク帰属結果をユーザが表示画面上（又は印刷した紙上）で確認することによって、候補化合物の絞り込みをより的確に且つ効率的に行うことができる。
【００５５】
次に上記実施例のペプチド解析システムにおけるペプチド解析処理の変形例について説明する。図３はこの変形例によるペプチド解析処理の作業及び処理の手順を示すフローチャートであり、図２に示したフローチャートと実質的に同じ処理を行う実施するステップでは同じステップ番号を付している。即ち、ここでは、ステップＳ６において二つのヒストグラムを表示したあとの処理が、図２とは相違している。この点について以下に述べる。
【００５６】
上記実施例では、最上位スコア候補化合物以外の候補化合物は、構造類似化合物の集合と構造非類似化合物の集合との二つに分別されていたが、この変形例では、構造非類似化合物として分別された候補化合物をさらに複数の集合に分別する。即ち、類似構造比較分別部２３は、ステップＳ４において構造非類似化合物に分別された各候補化合物を、構造類似化合物と構造非類似化合物との分別の基準と同様の基準に基づいて、構造非類似化合物の最上位スコア候補化合物に類似した構造を有する二次構造類似化合物と、当該二次構造類似化合物に分別された候補化合物のいずれとも構造が類似しない二次構造非類似化合物とに分別する処理を所定回数再帰的に行う（ステップＳ１７）。
【００５７】
ステップＳ２では例えば、ＰＴＭバリアントやペプチドフォームを構造類似化合物としていたが、ここでは、例えばペプチドの主要構造部分であるアミノ酸配列が同じである部分がアミノ酸配列全体の中の所定割合（例えば８０％）以上である場合に、二次構造類似化合物であると判定する等の方法が考えられる。二次構造非類似化合物に分別された候補化合物はたとえスコアが或る程度高いとしても、それは偶然に部分構造の質量が同じであったこと等により抽出された、いわば偽の候補と考えられる。一方、二次構造類似化合物は当初、構造非類似化合物に分別されたものの、最上位スコア候補化合物と部分構造に共通性が高いものと考えられる。そのため、最上位スコア候補化合物に対する信頼性指標値は、候補化合物からこの二次構造類似化合物を除外して、その残りの候補化合物のスコアの分布に基づいて計算するほうがより妥当である場合もあり得る。
【００５８】
そこで、信頼度指標値算出部２４は、二次構造類似化合物として分別された候補化合物の中の最上位のスコアと、二次構造非類似化合物として分別された候補化合物のスコアの分布とに基づいて、所定のアルゴリズムに従って最上位スコア候補化合物の信頼度指標値を算出する。そして、算出した信頼度指標値を表示部４の画面上に表示する（ステップＳ１８）。
【００５９】
また、候補化合物一覧表示処理部２７は、最上位スコア候補化合物と、それ以外の候補化合物を構造類似化合物、二次構造類似化合物、及び二次構造非類似化合物に分けた、候補化合物の化合物名の一覧表を作成し、これを表示部４の画面上に表示する（ステップＳ１９）。さらに、ピーク帰属処理部２５は、最上位スコア候補化合物、構造類似化合物、二次構造類似化合物として分別された候補化合物についてそれぞれ、ステップＳ１で得られた試料に対する実測のマススペクトル上で観測される各ピークを、当該候補化合物の構造に基づいてその部分構造に帰属させる処理を実行する（ステップＳ２０）。
【００６０】
そして、ユーザが、ステップＳ１９において表示部４の画面上に表示された、集団毎の候補化合物の名称の一覧表の中で、着目する候補化合物を操作部３で指定すると、ピーク帰属結果表示処理部２８は、指定された候補化合物に基づくピーク帰属結果を表示部４の画面上に表示する（ステップＳ１０）。これにより、この変形例では、例えばＰＴＭバリアントではないもののアミノ酸配列自体は目的化合物に近い候補化合物についての情報も得ることができる。
【００６１】
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、上記記載の変形例以外でも、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加等を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。
【符号の説明】
【００６２】
１…質量分析部
２…データ解析部
２０…データ保存部
２１…データベース検索部
２２…タンパク質データベース
２３…類似構造比較分別部
２４…信頼度指標値算出部
２５…ピーク帰属処理部
２６…スコア分布表示処理部
２７…候補化合物一覧表示処理部
２８…ピーク帰属結果表示処理部
３…操作部
４…表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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