ペプチド配列を決定する新規ペプチドミクス技術を確立~見逃されてきた短いペプチドを正確に読み解く新技術、食品・生命科学研究への応用に期待~

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2026-06-15 九州大学

九州大学の研究グループは、食品や生体試料中に含まれる短いペプチドのアミノ酸配列を高精度に決定できる新しいペプチドミクス技術を開発した。短鎖ペプチドは食品機能や生体応答、疾患との関連が期待される重要な分子だが、従来の解析法は既知のタンパク質配列データベースとの照合に依存していたため、未登録のペプチドや7残基以下の短いペプチドの同定が困難だった。研究チームは、クマリン誘導体化法と質量分析(MS/MS)を組み合わせることで、データベースを用いずに質量分析データから直接ペプチド配列を読み解く手法を確立した。これにより、従来は見逃されていた短鎖ペプチドを網羅的かつ高精度に解析できるようになった。本技術は、食品中の機能性ペプチドの探索や品質評価、生理活性ペプチドの発見、さらには疾患関連ペプチドの同定など幅広い応用が期待される。研究成果はAnalytical Chemistry誌に掲載され、生命科学や食品科学における新たな分析基盤技術として注目されている。

ペプチド配列を決定する新規ペプチドミクス技術を確立~見逃されてきた短いペプチドを正確に読み解く新技術、食品・生命科学研究への応用に期待~
図1.新規ペプチドミクス技術のワークフロー

<関連情報>

N末端クマリン誘導体化を用いた新規ペプチド配列決定法とLCトラップ型イオンモビリティスペクトロメトリー-qTOF/MSを用いたペプチドミクスへの応用 N-Terminal Coumarin Derivatization-Aided De Novo Peptide Sequencing and Its Application to Peptidomics Using LC-Trapped Ion Mobility Spectrometry-qTOF/MS

Hui Luan,Yumiko Toyama,Fumiya Honda,Ryotaro Asai,Risa Katagihara,Yizhi Xiao,Saya Nakamura,Toshiro Matsui,and Mitsuru Tanaka
Analytical Chemistry  Published: June 14, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c01542

Abstract

De novo peptide sequencing using LC–MS/MS enables database-independent sequence determination and facilitates the discovery of bioactive peptides and biomarkers in untargeted peptidomics. However, conventional MS/MS analyses often produce fragment ions that are insufficient for complete sequencing. Here, we established an LC–MS/MS workflow using N-succinimidyl 7-methoxycoumarin-3-carboxylate (Me-Cou) as an N-terminal tag to improve de novo sequencing performance. Me-Cou derivatization generated highly informative fragment ions, particularly b1–b3 ions, for (Gly)4 at 1 μmol/L, surpassing the performance of established tags, such as 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid, 3-aminopyridyl-hydroxy-succinimidyl carbamate, and N-succinimidyl [tris(2,4,6-trimethoxyphenyl)phosphonio]acetate bromide. The Me-Cou tag also enabled confident sequencing of (Gly)10, generating abundant b1–b9 ions. Notably, intact de novo sequencing identified 74 peptides with 32 misidentified peptides that were not included in a 132-standard peptide mixture (86 dipeptides and 46 oligopeptides). However, all peptides were correctly identified using Me-Cou-aided de novo sequencing with no misidentification, demonstrating high specificity and accuracy. Additionally, Me-Cou-aided de novo sequencing successfully identified 328 peptides in casein peptone, all of which were assigned as casein protein fragments. Overall, Me-Cou-based LC–MS/MS significantly enhanced peptide detection and the characterization of sequence diversity compared with intact analysis. This methodology is a promising strategy for untargeted peptidomics, enabling comprehensive characterization of endogenous peptides in both protein hydrolysates and biological fluids.

生物化学工学
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