イオン化分子フラグメントを分類するための方法、装置、及びプログラム製品
【課題】解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークを分類して、分子の配列決定における効率を改善する。
【解決手段】複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が複数の分子のサブユニットの第１のものと複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、複数の重み付け縁を複数の頂点に割り当てるステップと、複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を複数の頂点に適用するステップと、それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、それぞれの複数のピーク強度を提示するステップとを含むコンピュータにより制御される方法。
【解決手段】複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が複数の分子のサブユニットの第１のものと複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、複数の重み付け縁を複数の頂点に割り当てるステップと、複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を複数の頂点に適用するステップと、それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、それぞれの複数のピーク強度を提示するステップとを含むコンピュータにより制御される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン化分子フラグメントを分類するための方法、装置、及びプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
錯体分子を識別するのに用いることができる多数の技術がある。これらの技術の幾つかは、鎖体分子のフラグメントスペクトルを用いる。こうしたフラグメントスペクトルは、当該技術分野に周知のタンデム質量分析（「ＭＳ／ＭＳ」）技術により生成することができる。フラグメントスペクトルの分析は、鎖体分子を構成する分子のサブユニットの構造及び配列に対する糸口を与えることができる。
【０００３】
理想的なスペクトルは、ｂイオン又はｙイオンの完全な「ラダー」を含み、これにより、分子のサブユニットの配列又はその反転を簡単に読み取ることができる。したがって、候補となる配列の生成は、通常、ピークグラフにおける最長の（又は最高の）経路問題として示され、このピークグラフは、スペクトルにおける各々のピークについて頂点と、２つのピークが可能性のある分子のサブユニットの質量において異なる場合には、これらを連結する縁とを有する。開裂がないために、ピークグラフは、ピークではなく、小さい質量範囲に対応する頂点を用いることができ、及び／又は、一対の残留物の質量だけ異なる頂点間に縁を含むことができる。
【０００４】
鎖体分子の構造を識別する１つの方法は、フラグメントスペクトルを考慮して、鎖体分子の候補となる配列を識別し、採点することである。１つの手法においては、候補となるものは、既知の分子のデータベースに見出すことができる。Ｙａｔｅｓ，ＩＩＩ他に付与された米国特許番号第５，５３８，８９７号は、鎖体分子がプロテイン又はペプチドである方法を教示する。この手法の困難さは、鎖体分子が以前に識別又は予測されており、かつその特性がデータベース内に格納されている必要があることである。すなわち、以前に特徴付けされずに、データベースに入力された鎖体分子のフラグメントスペクトルは識別されない。
【０００５】
鎖体分子の構造を識別する別の方法は、ｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法を用いることである。この手法を用いてペプチド又はプロテインを配列決定する方法は、Ｔｏｗｎｓｅｎｄ他に付与された米国特許番号第６，５８２，９６５号により開示される。ｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法においては、この方法は、フラグメントスペクトルと一致するとすることができる分子のサブユニットのすべての可能性のある配列を生成することを試みる。プロテイン及びペプチドのｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法における１つの問題は、どちらのピークがｙイオン（ｃ終端フラグメント）で、どちらのピークがｂイオン（ｎ終端フラグメント）であるかを判断するのが困難であることである。「ｂ／ｙ多義性」という用語は、この困難さを示す。この困難さは、フラグメントスペクトルが、ノイズ（親分子のフラグメントではないイオン）に対するスペクトルピーク、並びに、信号（親分子のフラグメントであるイオン）に対するスペクトルピークを含むため悪化する。フラグメントスペクトルにおけるノイズは、鎖体分子をフラグメントスペクトルから正確に配列決定する可能性を減少させる。
【０００６】
さらに、ペプチドのスペクトルがｂイオン又はイオンの完全なラダーを有することは非常に稀であり、したがって、殆どのシーケンサは、２つの種類の混合物からラダーを形成することを試みる。Ｌｕｔｅｆｉｓｋ（Ｔａｙｌｏｒ他によるＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄｕＵｓｅｓ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂｙ Ｔａｎｄｅｍ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，７３（２００１），２５９４−２６０４）を参照されたい）は、一方を観察された質量に、他方を相補的な質量にするように、各々のピークを２つの頂点にする。こうした相補性は、事実上、多くのノイズピークを加えること、及び、単一のピークをｂイオン及びｙイオンの両方として用いることを可能にするという２つの欠点を有する。Ｃｈｅｎ他によるＡ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（Ｊ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ，８（２００１），３２５−３３７）という表題の論文は、単一のピークからの両方の頂点の同時使用を可能にしない最長経路アルゴリズムにより、どのように後者の欠点を修正するかを示す。Ｍａ他によるＡｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｆｒｏｍ ＭＳ／ＭＳ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ（Ｓｙｍｐ．Ｃｏｍｂ．Ｐａｔｔｅｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ，２００３，２６６−２７８）という表題の論文は、両方の頂点の同時使用を可能にするが、ピークを２度採点することはないという、より微妙な修正を教示する。しかし、これらの解決法のいずれも、ノイズピークの数が２倍になるという、より大きな欠点を対処するものではない。
【０００７】
Ｌｕｂｅｃｋ他によるＮｅｗ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｆｏｒＤｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｆｒｏｍ ＭＳ／ＭＳ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥＶ ９０，（２００２），１８６８−１８７４）という表題の論文は、最長経路アルゴリズムを稼動させる前に、ピークをｂ、ｙ、又は「他」として分類する理念を提案した。最長経路アルゴリズムは、ピークの分類を用い、すべてのピークを相補することを避ける。Ｌｕｂｅｃｋはアルゴリズム又は結果を開示していない。
【０００８】
Ｄａｙ他によるＰＰＭ−Ｃｈａｉｎ−ＤｅＮｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ ｉｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｏ Ｓｅｑｕｅｓｔ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，２００４，５０５−５０８）という表題の論文は、独立して、ピークの分類を提案し（最長経路アルゴリズムに付加するものとしてではなく、代替的手法として）、ｂ／ｙ対及び各ピークの周りの「中立損失近傍」（約３０ダルトン）に合わせた分類器を作った。
【０００９】
Ｙａｎ他によるＳｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎ Ｔｙｐｅｓ ｉｎ Ｔａｎｄｅｍ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ−Ａ Ｇｒａｐｈ−Ｔｈｅｏｒｉｃ Ａｐｐｒｏａｃｈ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，２００４，２３６−２４４）という表題の論文は、同じ理念を開示し、分類の問題をグラフ３分割問題として示した。彼らは、問題に対する正しい解決法として指数関数的時間アルゴリズムを開示した。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、フラグメントスペクトルにおいてノイズを増加させることなく、分類の信頼のための重み付けをもつ、フラグメントスペクトルにおけるスペクトルピークをｂイオン及びｙイオンとして分類することができ、Ｙａｎ他によるものほど計算を要求しないアルゴリズムを用いる方法を見出すことが有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の「表記及び専門語」は、提示される技術及びその実施形態の理解を助けるために与えられる。
【００１２】
プラグラムされたルーチン又は機能−プログラムされたルーチン又はプログラムされた機能は、パラメータにより又はパラメータなしで呼び出すことができ、あらゆる与えられたパラメータ、アクセス可能状態、及び／又は、アクセス可能データに応答して設計された動作を実行する、あらゆるプログラミング方法における一連のプログラムコードである。プラグラムされたルーチン又は機能は、多目的ＣＰＵ又は他の電子機器により処理される命令とすることができる。プログラムされた機能は、一般に、値を戻す。プログラムされたルーチン又は機能は、多くの場合、指定された動作を実行するように設計され、デジタル値、アナログ値のいずれか、又はデジタル値及びアナログ値の組み合わせをもつ結果値を与えることができる電子機器において実行することができる。
【００１３】
提示する、提示される、提示されるべき−ここで述べられる技術の実施形態の動作結果は、実施形態により「提示される」ことができる。このことは、技術を用いることにより識別されるスペクトルピークをもつスペクトルの表現を格納すること、又は、こうしたスペクトルからデータを表示すること、技術を用いることにより識別される分子配列を表示又は格納すること、表現される又は技術を用いることにより引き出されたデータを、別のシステム（例えば、有形格納装置のようなコンピュータ使用可能データキャリア又はネットワークを用いることにより、及び／又は、遠隔手順呼び出しプロトコルを用いてコンピュータに）、別の手順、及び／又は、プログラムされたルーチンに送ることを含むことができる。
【００１４】
手順−手順は、望ましい結果をもたらすコンピュータ化されたステップの首尾一貫したシーケンスである。これらのステップは、１つ又はそれ以上のコンピュータ命令により定義することができる。これらのステップは、ステップを定義する命令を実行するコンピュータにより実行することができる。すなわち、「手順」という用語は、（例えば、限定されるものではないが、）命令のシーケンス、プログラムされた手順或いはプログラムされた機能において系統化された一連の命令、又は、１つ又はそれ以上のコンピュータにおいて実行されるプログラムされたプロセスにおいて系統化された一連の命令を指すことができる。こうした手順は、さらに、ステップを実行する特定の回路において直接実施することができる。
【００１５】
発明者は、解離スペクトルデータにおいてスペクトルピークを分類し、これによって、分子を配列決定する際の効率を向上させる装置、方法、及びプログラム製品を開発した。このことは、親分子のフラグメントを表わすスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスすることにより達成される。親分子は、分子のサブユニットと、開裂場所とを含み、開裂場所の各々は、分子のサブユニットの第１のものと、分子のサブユニットの第２のものとを連結する。スペクトルピークは、ピーク強度と関連付けられる。スペクトルピークの幾つかは、対応する頂点により表わされるように選択される。重み付け縁は、対応する頂点に割り当てられ、次いで、重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類が、対応する頂点に適用される。頂点が分類されると、分類に応じて、ピーク強度を調整し、ピーク強度を提示することができる。
【００１６】
発明者は、ｄｅ ｎｏｖｏ分析を改善するのに、ピークをｂイオン、ｙイオン、及び「他」として分類する必要がないことを実現した。最長経路アルゴリズムと併せて分類を用いる場合には、一方の群がすべてのｂイオンを含み、他方がすべてのｙイオンを含むようにピークを２つの群に分割するという、より容易な問題を解決するだけで十分である。このような二区分化は、一方の群が補完されて（親イオン質量から減算されて）、これにより、ノイズピークの数を２倍にすることなく、ピークのｂ／ｙ多義性を除去することを可能にする。発明者は、スペクトルグラフ区分化、多項時間アルゴリズムをこの二区分化問題に適用する。指数関数的時間アルゴリズムの代わりに、多項時間アルゴリズムを用いることにより、より多くの複雑なスペクトルを分類することができる。
【００１７】
図１は、分子配列決定システム１００の動作を示す。こうしたシステムにおいては、化学物質サンプル１０１を、解離スペクトル１０５（図３を参照されたい）を生成するタンデム質量分光計１０３に入力する。解離スペクトル１０５は、任意的なスペクトルフィルタ１０７によりフィルタ処理して、高品質スペクトルをｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ１０９に送り、このシーケンサは、解離スペクトル１０５を処理して、提示することができる化学物質サンプル１０１の化学物質のサブユニット１１１の可能性のある配列を求める。
【００１８】
図２は、開示される技術を組み込むことができるコンピュータシステム２００を示す。コンピュータシステム２００は、ＣＰＵ２０３、メモリ２０５、及び幾つかの実施形態においてはネットワークインターフェース２０７を組み込むコンピュータ２０１を含む。ネットワークインターフェース２０７は、コンピュータ２０１にネットワーク２０９に対するアクセスを与える。コンピュータ２０１は、さらに、ユーザインターフェース装置２１３、格納システム２１５、及び除去可能データ装置２１７に接続することができるＩ／Ｏインターフェース２１１を含む。除去可能データ装置２１７は、典型的にはプログラム製品２２１を含む有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９を読み取ることができる。格納システム２１５（除去可能データ装置２１７と併せて）、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９、及びいずれのネットワークファイル格納部も、ファイル格納機構を含む。有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９は、コンピュータシステム２００内のＲＯＭ、置き換え可能ＲＯＭ、メモリスティック、ＣＤ、フロッピー（登録商標）、ＤＶＤ、又は他の有形媒体のいずれかとすることができる。有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９からアクセスされるプログラム製品２２１は、一般に、ＣＰＵに、ここに述べられるプロセス並びに他のプロセスを実行させるように命令するプログラム２２３としてメモリ２０５に読み込まれる。さらに、プログラム製品２２１は、ネットワークインターフェース２０７によりネットワーク（一般に、光、無線、及び電子信号方式を含む、電磁搬送波内でエンコードされる）から与えることができる。当業者であれば、ネットワーク２０９は、別のコンピュータ使用可能データキャリアであることを理解するであろう。
【００１９】
タンデム質量分光計２２５は、Ｉ／Ｏインターフェース２１１と直接通信状態とすることができ、解離スペクトルデータを直接コンピュータ２０１に与えることができる（例えば、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）又はカスタム接続を用いることにより）。さらに、タンデム質量分光計２２５は、解離スペクトルデータをネット２０９上で与えることができ、又は、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９により与えることができる。
【００２０】
図３は、ｍ／ｚにおけるｘ方向軸３０１と強度３０３におけるｙ方向軸でプロットされた親分子の例示的なタンデム質量分光計解離スペクトル３００を示す。親分子は、一般に、開裂場所により接続された多数の分子のサブユニットを含む。タンデム質量分光計は、一般に、開裂場所のいずれかにおいて、親分子の多くを少なくとも２つのフラグメントに解離する。解離スペクトルデータは、同様なｍ／ｚを有する、生成されたフラグメントの数を示す。ｍ／ｚにおけるｘ方向軸３０１上のスペクトルピークの位置は、単独で帯電されたイオンの質量を表わす。強度という用語は、スペクトルピークの高さ又は区域を指す。スペクトルピークの強度は、親分子がどれくらいの頻度で特定の開裂場所においてフラグメント化されたかを示す。スペクトルピークのｍ／ｚ、強度、構造、及び形状は、スペクトルピークの特性の幾つかである。
【００２１】
タンデム質量分光計は、多くの場合、選択された高いスペクトルピークについてのｍ／ｚのようなスペクトルピークの注釈情報を与える。さらに、二重に帯電された親分子を検出することができる。前述のように、この表現における１つの困難さは、解離（又はフラグメント）スペクトルピークからノイズピークを求めることが非常に困難であることである。ペプチド及びプロテインの場合においては、どのスペクトルピークがｂイオン、ｙイオン、ａイオン、又はノイズを示すかを判断することが非常に困難である。プロテイン及び／又はペプチドの配列決定における非常に重要な問題の１つは、スペクトルピークがｙイオン、ｂイオン、又はノイズを表わすかどうかを判断することである。
【００２２】
図４は、ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ１０９として又はこれにより用いて、親分子を構成する分子のサブユニットの１つ又はそれ以上の可能性のある配列を求めることができる分子フラグメント分類プロセス４００を示す。分子フラグメント分類プロセス４００は、「開始」ターミナル４０１で始まり、解離スペクトルデータにアクセスする「解離スペクトルデータにアクセスする」手順４０３に続く。解離スペクトルデータは、格納システム２１５、ネットワーク２０９、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９からアクセスすることができ、或いは、直接、タンデム質量分光計から、又は、他のデータアクセス技術又は科学技術のいずれかによりアクセスすることができる。解離スペクトルデータは、スペクトルピークを含む。スペクトルピークは、最初はイオン係数に関連するが、後に続く計算に応じて変更することができる強度を有する。
【００２３】
親分子は、プロテイン、ペプチド、脂質、ポリマー（単一のモノマー、又は、多数のモノマーで構成された）、グリカンなどとすることができる。この説明の残りの殆どは、ペプチド及びアミノ酸の内容に充てられる。ここで教示される技術は、開裂場所により連結された分子のサブユニットを有する他の分子に適用することができる。
【００２４】
解離スペクトルデータがアクセスされると、「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５が解離スペクトルデータを処理して、スペクトルピークのｍ／ｚ（質量）及び強度を識別し、関連のスペクトルピークを選択し、スペクトルピークを強度順にランク付けする（ｉｒａｎｋ）。当業者であれば、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークデータは、一般に、直接操作されるものではなく、むしろ、スペクトルピークの特性が解離スペクトルデータから取得されて、スペクトルピークの特性を表わすデータ構造（ここでは、多くの場合、頂点と呼ばれる）において値を確立するのに用いられることを理解するであろう。
【００２５】
「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５は、さらに、スペクトルピークを表わす頂点間に重み付け縁を確立するばねシステムと呼ばれるデータ構造を初期化する。幾つかの実施形態は、人為的な頂点をアレイに挿入して、人為的なピークとスペクトルピークの頂点の幾つか又は全てとの間に重み付け縁を与えることができる。「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５により生成されたアレイは、物理的なばねシステムと類似しており、ここでは、ピークの強度が質量と類似し、重み付け縁が、重み付け縁により連結されるピーク間に反発力／引力を与えるばねに類似する。発明者は、これは、ばねシステムを解離スペクトルデータに適用する初めてのものであると信じている。「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５は、次いで、図５に関して述べられる。
【００２６】
ばねシステムデータ構造が生成されると、「信頼重み付け分類をスペクトルピークに適用する」手順４０７が、信頼重み付け分類プロセスをデータ構造により表わされるばねシステムに適用する。これにより、二次元の固有空間を確立する２つの固有ベクトルが生成される。スペクトルピークを表わす頂点は、固有空間に突出して、ラインに適合するように用いられる。幾つかの実施形態においては、第１のラインに直交する第２のラインを用いて、固有空間を区分することができる。したがって、解離スペクトルデータから選択されたスペクトルピークは、選択されたピークを表わす頂点間の重み付け縁に応じて、２つ又はそれ以上の分類に分類することができる。
【００２７】
当業者であれば、頂点の分類は、スペクトルピークと人為的なピークとを表わす頂点の間の距離を求めることにより達成されることを信じることができるが、こうした当業者は、（例えば、図７に関連付けられる）ここで述べられる開示を読み、理解した後、代わりにスペクトルピークを区分化することは、固有空間内の頂点の突出に応じた固有空間の区分化によって決まることを理解するであろう。
【００２８】
次いで、「スペクトルピーク強度を調整する」手順４０９が、「信頼重み付け分類をスペクトルピークに適用する」手順４０７の結果に応じて、幾つかの実施形態においては、スペクトルピークの強度ランキングに応じて、スペクトルピークを調整する。頂点におけるスペクトルピーク強度が調整されると、任意的な「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」手順４１１を、調整されたスペクトルピーク強度に適用して、親分子の質量及び解離スペクトルデータと一致する分子のサブユニットの可能性のある配列を生成することができる。さらに、又は、別に、任意的な「スペクトルを再生成する」手順４１２が、調整されたピーク強度に基づいて、帯電上質量スペクトルを再生成することができ、これは次いで、他の配列決定プロセスにより用いることができる。任意的な「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」手順４１１、又は、任意的な「スペクトルを再生成する」手順４１２（存在する場合に）のどの組み合わせが用いられるかに係らず、「データを提示する」手順４１３を用いて、調整されたピーク強度、頂点の分類、調整された解離スペクトルデータ、及び／又は、他の配列決定プログラムによる後に続く処理のための任意的なプロセスの結果を提示し、結果を格納し、表示し、或いは別の方法により提示し、又は、分子のサブユニットの配列決定の結果を提示することができる。当業者であれば、こうしたシーケンサは、親分子について分子のサブユニットの１つより多い可能性のある配列を生成できることを理解するであろう。当業者は、さらに、調整された解離スペクトルデータは、頂点の特性から生成できることを理解するであろう。
【００２９】
分子フラグメント分類プロセス４００は、「終了」ターミナル４１５により完了する。当業者であれば、別のスペクトルは、分子フラグメント分類プロセス４００を再開することにより処理できることを理解するであろう。
【００３０】
図５は、図４の「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５の一実施形態である「ばねシステム初期化」プロセス５００を示す。「ばねシステム初期化」プロセス５００は、「解離スペクトルデータにアクセスする」手順４０３によりアクセスされたデータから引き出されたスペクトルデータ特性において動作する。「ばねシステム初期化」プロセス５００は、さらに、相補的な対に見えるスペクトルピークを用いて、親イオンの質量を推定する「親イオン質量を推定する」手順５０３を含むことができる。この推定は、スペクトルデータにおいて与えられたデータからタンデム質量分光計により求められる鎖体分子の公称質量を特定すること、スペクトルピークの対を合計すること、及び、スペクトルピークの対の合計が公称質量の許容範囲内にある場合には、そのスペクトルピークの対の合計を累積することを含む。すべての関連するスペクトルピークの対の合計が累積されると、統計的分析が累積されたスペクトルピークの対の合計に遂行されて、鎖体分子の質量が推定される。
【００３１】
「ばねシステム頂点についてのスペクトルピークを選択する」手順５０５は、（同様なｍ／ｚのものに対して）高強度を有し、同位体、二重に帯電された、又は、水損失の結果には見えないスペクトルデータからスペクトルピークを選択する（近傍のスペクトルピークとのスペクトルピークの質量及び強度の関係により求められる）。
【００３２】
「ばねシステムを初期化する」手順５０７は、十分なメモリを配分して、「ばねシステム頂点についてのスペクトルピークを選択する」手順５０５により選択されるスペクトルピーク、並びに、ばねシステムにおいて用いられる人為的な頂点のいずれかを表わす頂点間のばねシステムを表わす。「重み付け縁を隣接する頂点間に割り当てる」手順５０９は、後で図９及び図１０に関して述べられるように、重み付け縁を頂点間に割り当てる。
【００３３】
図６は、（スペクトルクラスタ処理アルゴリズムのような）信頼重み付け分類プロセスを、「ばねシステムを初期化する」手順５０７により初期化されたばねシステムに適用する「信頼重み付け分類を適用する」プロセス６００を示す。「固有空間を生成する」手順６０３は、ばねシステムについての最小固有値に対応して、第１の２つの固有ベクトルを求める。第１の固有ベクトルは、
によるばねシステムの潜在エネルギを最小にする際の最小二乗問題に対する解決法であり、ここで、Ａは縁重み付けのマトリックス、ＤはＡの入力項目の絶対値の行の合計を含む対角マトリックスである。
【００３４】
第２の固有ベクトルは、ばねシステムの振動モードである。一実施形態においては、発明者は、第１及び第２の固有ベクトルを用いて、ばねシステムを表わす二次元の固有空間Ｒを確立する。「頂点を固有空間に突出させる」手順６０５は、次いで、ばねシステムの頂点をＲにマップする。次いで、例えば、最小二乗適合を用いて、参照ラインＬをＲにおける頂点に適合させ、次いで、区分ラインとしてＲの起点を通る、Ｌに直交するラインＰを用いる。次いで、区分ラインとしてＲの起点を通る、Ｌに直交するラインＰを用いて、参照ラインＬをＲにおける頂点に適合させる。例示的なＲを図１１に示す。
【００３５】
区分ラインＰが確立されると、任意的な「固有空間を区分することにより頂点を群分けする」手順６０７が、ラインＰのどちら側に頂点が入るかに応じて、Ｒにおける頂点を２つの群（例えば、群Ｓ及び群Ｔ）に分類することができる。ペプチドのスペクトルにおいては、同じ群の頂点は、同じ種類になる傾向がある（例えば、ｂイオン又はｙイオン）。頂点は、Ｓ群及びＴ群に分けられるが、どちらの群がｙイオンを含み、どちらの群がｂイオンを含むかは分からない。（例えば、配列グリカンのような）幾つかの実施形態においては、参照ラインＬに対する頂点のランクは、配列決定を助けるのに十分とすることができるため、固有空間は区分する必要がない。
【００３６】
図７は、「スペクトルピーク強度を調整する」手順４０９の一実施形態とすることができる「スペクトルピーク強度を調整する」プロセス７００を示す。「スペクトルピーク強度を調整する」プロセス７００は、まず、「１つの群についての質量を補完する」手順７０１を適用して、頂点の質量を、親分子の質量から減算することにより（任意的には、適切な反応質量損失／利得のいずれかについて調整することにより）、群の１つにおける各々の頂点を補完する。このように、Ｓを補完してＳ’を生成することができる。Ｓ’を得ると、「適合に関して頂点をランク付けする」手順７０３が、ラインＬに関して頂点をランク付けする（ラインＬに沿って突出する頂点の位置であるｌｒａｎｋ）。次いで、「スペクトルピークを再び重み付けする」手順７０５が、強度ランク（ｉｒａｎｋ）及びｌｒａｎｋに応じて、スペクトルピークを再び重み付けする。
【００３７】
（スペクトルが、多くの場合、例えば、ｙイオン及びその他、又はｂイオン及びその他のような２つの分類しかもたない）プロテイン及びペプチド分析においては、「適合に関して頂点をランク付けする」手順７０３が、最大ｌｒａｎｋを、Ｌのポジティブ側における頂点からもたらされる最大ｌｒａｎｋのそれに制限する。親分子の他の種類は、この制約を必要としないとすることができる。
【００３８】
プロテイン及びペプチド分析においては、多くの場合、ｙイオンが好ましい。したがって、付加的な情報は、ばねシステムにおける人為的なＢ頂点及びＹ頂点を含むことにより生成することができる。人為的なＢ頂点を含む固有空間の半分は、恐らくｂイオンを含む半分であり、人為的なＹ頂点を含む固有空間の半分は、恐らくｙイオンを含む半分である。人為的なＢ頂点及び人為的なＹ頂点が同じ固有空間で終わる場合には、区分ラインＰから頂点への距離を求めて、関係を破断することができる。発明者は、この方法は、時間の少なくとも７０％において、ｂイオン及びｙイオンを正確に識別することを確認した。これがｂ／ｙ多義性問題を解決する高い可能性を与えるが、一実施形態は、依然として、すべての可能性のある配列を捕捉するために、Ｓ及びＹの「ｙイオンの半分」及び「ｂイオンの半分」の両方の割り当てを試行する。
【００３９】
次いで、「ピークグラフを構築する」手順７０７が、Ｓ’及びＴにおける頂点からピークグラフを作成し、２つのピーク間の縁は、１つ又は２つのアミノ酸残留物の質量だけ異なる（大きいアミノ酸質量は、最初と最後の間隙を考慮に入れたものである）。ピークグラフは、表示のために格納部に提示されてもよいし、又は、後に続く処理のために別の手順に提示してもよい。
【００４０】
図８は、「ピークグラフを構築する」手順７０７により生成されたピークグラフを用いて、親分子の可能性のある配列を求めることができる「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」プロセス８００を示す。「ピークグラフにおける最長経路を計算する」手順８０１は、ピークフラフにおける最長経路を求めるための周知の技術を用いる。最長経路が求められると、「候補となる配列を生成する」手順８０３が、経路を、鎖体分子の候補となる配列に変換する。後に続く採点手順（図示せず）は、配列が親分子について正確である可能性に関して、候補となる配列をランク付けする技術を用いることができる。一実施形態においては、少なくとも６つの配列が生成される。これらの６つの配列は、１）Ｓをｙイオンとして用い、配列がＲにおいて終了すること、２）Ｓをｙイオンとして用い、配列がＫにおいて終了すると仮定すること、３）Ｓをｙイオンをとして用い、配列が未知の文字において終了すると仮定すること、４）Ｔをｙイオンとして用い、配列がＲにおいて終了すると仮定すること、５）Ｔをｙイオンとして用い、配列がＫにおいて終了すると仮定すること、及び６）Ｔをｙイオンとして用い、配列が未知の文字において終了すると仮定することによりもたらされる。これらの配列は、表示のために格納部に提示されてもよいし、又は、後に続く処理のために別の手順に提示されてもよい。
【００４１】
図９は、図５の「重み付け縁を隣接する頂点間に割り当てる」手順５０９において呼び出して、信頼重み付け分類を適用する前に、ばねシステムの縁重み付けを確立することができる縁重み付けプロセス９００を示す。
【００４２】
縁重み付けプロセス９００は、擬似コードにより示される。擬似コードは、特定のプログラミング言語のシンタックスのいずれも用いることなく、アルゴリズムを記述する一般的な方法である。擬似コードは、実際のコンピュータ上では実行できないが、これは、実際のプログラミングコードをモデル化し、これに類似する。擬似コードは、当業者が、アルゴリズムの詳細を理解するのを助けるために与えられる。擬似コードのセクションは、表１ないし表１０に抽出され、擬似コードの「シンタックス」の幾つかの態様は、このコードが表から組み合わされた場合により明らかになる。
【００４３】
重み付け縁は、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピーク強度を表わすばねシステムの頂点間に親和力を確立する。縁重み付けプロセス９００は、開始ターミナル９０１において始まり、「スペクトルピーク」反復手順９０３に続き、解離スペクトルデータをトラバースして、各々の関連するスペクトルピークを認識する。関連するスペクトルピークは、例えば、特定のしきい値の上、及び／又は、ｍ／ｚ値の範囲内の強度をもつものである。スペクトルピークが認識されると、「スペクトルピークの頂点を初期化する」手順９０５が、頂点について格納部を配分して、表１に示すように、スペクトルピーク強度を頂点に割り当てることができる。
表１
すべてのスペクトルピークが解離スペクトルデータから検出されると、「スペクトルピークを強度によりランク付けする」手順９０６が、各々のスペクトルピークに対して、強度のランク順を与え、一実施形態においては、最も強いスペクトルピークに強度ランク１が与えられ、２番目に強いスペクトルピークにランク２が与えられるなどになる。
【００４４】
表２
【００４５】
（表２に示す）「人為的な頂点を初期化する」手順９０７は、関心のあるイオンの２つの部類と関連付けられる少なくとも２つの人為的な頂点を配分する。プロテイン及びペプチド分析においては、イオンの２つの部類は、ｂイオンとｙイオンである。幾つかの実施形態は、別の頂点を加えて、ノイズピークを引き付けるのを助ける。縁は、人為的な頂点間で確立される。一実施形態においては、２つの分類頂点間の縁は、互いに反発するように設定される。分類頂点の各々は、さらに、用いられる場合には、ノイズ頂点に対して反発する縁を有する。
【００４６】
表３
（表３に示す）「スペクトルピークの対」反復手順９０９は、次いで、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークに対応する頂点の各々の対について一度反復する。頂点の各々の対が反復されるとき、対の間の縁は、多数の条件に応じて調整される。例えば、限定されるものではないが、発明者は、以下により、２つの頂点間の縁を重み付けすることにより、ペプチドについての良好な結果を取得することができる。
【００４７】
「アミノ酸残留縁」チェック手順９１１は、スペクトルピークの対の間のｍ／ｚにおける差異が、どれだけ厳密にアミノ酸残留物と整合するかを求める。厳密な整合がある場合には、Ｓｔｒｏｎｇ縁が２つのスペクトルピーク間に加えられる。縁の強さは、スペクトルピーク間のｍ／ｚ差異が、どれだけ厳密にアミノ酸の質量と適合するかを表わすＱｕａｌｉｔｙ値により修正することができる。以下の表においては、Ｑｕａｌｉｔｙ変数は、２つの質量間の整合の厳密さを与える。一実施形態においては、Ｑｕａｌｉｔｙは、完全な整合においては１．０と等しく、ユーザ定義による許容範囲においては０．０まで減少する。イオントラップ質量分光計についての適切な許容範囲は、０．４ダルトンとすることができ、ＱＴＯＦ機器についての適切な許容範囲は、０．１ダルトンすることができる。ここで用いられる擬似コードにおいては、縁のプログラムされた方法は、縁がない場合においては、２つの頂点間に指定された重み付けをもつ縁を確立する。後に続く縁のプログラムされた方法の実施は、指定された重み付けを既存の縁に加える。両方の場合においては、縁重み付けオペランドは、擬似コードにおいて「＋＝」により示すことができる。
【００４８】
「相補的なスペクトルピーク縁」チェック手順９１３は、ｍ／ｚの合計が親分子の質量と大体同じであるかどうかを判断する。大体同じである場合には、スペクトルピークはたいてい同じ分類をもたないため、縁の重み付けは、（Ｑｕａｌｉｔｙにより修正することができる）Ｓｔｒｏｎｇだけ減少される（すなわち、恐らく、一方のスペクトルピークがｂイオンを表わし、他方がｙイオンを表わし、したがって、２つのスペクトルピークは、異なる分類にあるように助長されるはずであり、このことは、反発量により縁を調整することによって達成される）、縁の重み付けは、（Ｑｕａｌｉｔｙにより修正することができる）。
【００４９】
「アミノ酸の対」チェック手順９１５は、スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、アミノ酸残留物の対と整合するかどうかを判断する。これが真である場合には、縁は、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加される。
【００５０】
「不可能な質量」チェック手順９１７は、スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、残留物質量又は残留物質量の合計ではないかどうかを判断する。スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、残留物質量又は残留物質量の合計ではない場合には、縁は、Ｓｔｒｏｎｇにより引力を小さくされる。
【００５１】
他の実施形態は、スペクトルピークの対の特性に基づく縁に対する修正が続く、重み付け縁を確立する以外の縁を定義する方法を用いることができる。さらに、スペクトルピークの対の他の特性、又は、第３のスペクトルピークに対する関係性もまた、スペクトルピークの対の間の重み付け縁に組み込むことができる。
【００５２】
すべてのスペクトルピークの対について縁が確立されると、縁重み付けプロセス９００は、以下のように、各々のスペクトルピークについて縁を調整するように続く（図１０を参照されたい）。
【００５３】
表４
表４は、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークを表わす頂点において反復を確立する「スペクトルピーク」反復手順９１９を示す。すべての選択された頂点が処理された後、縁重み付けプロセス９００は、「終了」ターミナル９２１により完了する。各々の頂点が処理されるとき、「ノイズ縁」手順９２３は、スペクトルピークを表わす処理された頂点と、ノイズについての人為的な頂点との間に縁を加える。縁の強さはＳｔｒｏｎｇであり、スペクトルピークのランクにより調整される最大強度ランクによって除算される。したがって、（ｒａｎｋＭａｘを１００と仮定し）最高の強度スペクトルピークは、ノイズに対する縁がない。２番目に高い強度スペクトルピークは、１／１００Ｓｔｒｏｎｇのノイズに対する縁を有し、（ｎがｒａｎｋＭａｘ＋１又はこれより高い）ｎ番目の強度スペクトルピークは、Ｓｔｒｏｎｇになる。
【００５４】
表５
次いで、（表５に示す）「ｂイオン残留物の対」チェック手順９２５が、スペクトルピークのｍ／ｚからプロトン質量を減算したものがアミノ酸の対と整合するかどうかを判断する。整合する場合には、Ａｒｔ＿Ｂに対する重み付け縁が質量精度（Ｑｕａｌｉｔｙ）により調整されるＷｅａｋだけ増加され、これはピークのｍ／ｚがアミノ酸の対の質量にどれだけ厳密に整合するかである。
【００５５】
表６
次いで、（表６に示す）「ｙイオン残留物の対」チェック手順９２７が、親分子の質量から減算されたピークのｍ／ｚがアミノ酸の対と整合するかどうかを判断する。これが真である場合には、Ａｒｔ＿Ｙに対する縁の重み付けは、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加される。
【００５６】
表７
（表７に示す）「イオン検出」条件手順９２８は、まず、現在のピークより２７．９９５だけ少ないピークが存在する（すなわち、現在のスペクトルピークが、フラグメントに取り付けられた付加的な一酸化炭素の結果であることを示す）かどうかを判断する。存在する場合には、「残留物の対」条件手順９２９が、スペクトルピーク質量からプロトンを減算したものが、アミノ酸の対の質量と整合するかどうかを判断し、整合する場合には、「強い縁」手順９３０が、スペクトルピークとＡｒｔ＿Ｂとの間の縁を、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＳｔｒｏｎｇだけ増加させて、一対のアミノ酸の質量にする。
【００５７】
「残留物の対」条件手順９２９が、スペクトルピークの質量からプロトン質量を減算したものがアミノ酸対と整合しない場合には、「脆弱縁」手順９３１が、スペクトルピークとＡｒｔ＿Ｂとの間の縁を、スペクトルピークのＱｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加させて、一対のアミノ酸の質量にする。
【００５８】
表８
（表８に示す）「不可能なｂイオン」チェック手順９３３は、スペクトルピークのｍ／ｚからプロトン質量を減算したものが、低質量イオンの質量ではないかどうかを判断する。そうである場合には、この頂点とＡｒｔ＿Ｂとの間の縁の引力がＳｔｒｏｎｇだけ減少される。
【００５９】
表９
（表９に示す）「不可能なｙイオン」チェック手順９３５は、スペクトルピークのｍ／ｚの余数が低質量イオンの質量ではないかどうか判断する。そうである場合には、頂点とＡｒｔ＿Ｙとの間の縁の引力がＳｔｒｏｎｇだけ減少される。
【００６０】
（表１０に示す）「二重帯電イオン」チェック手順９３７は、スペクトルピークが、スペクトルピーク質量のｍ／ｚの半分にプロトン質量を加えたｍ／ｚに存在するかどうかを判断する。こうしたスペクトルピークが存在する場合には、頂点からＡｒｔ＿Ｙへの縁は、Ｗｅａｋだけ増加される。
表１０
付加的な縁の調整は、スペクトルピークの質量がどれだけ良好にアミノ酸トリプルの質量と整合するかに応じて行うことができる。
【００６１】
Ｗｅａｋ及びＳｔｒｏｎｇはどのように設定するのだろうか。（０．２ダルトン解像度においては）区別できる残留物質量の約６倍の区別できる残留物の対の質量があるため、Ｓｔｒｏｎｇは、Ｗｅａｋの６倍に設定する。さらに、グラフの区分化は、異なる重み付けの下で非常に堅牢であり、しかも、その結果は、重み付けにおける変化に対してあまり敏感ではないことがわかった。
【００６２】
最後に、不可能な質量により分離される２つのピーク間のネガティブな重み付けが、もっと強かったり、又はさらには無限であるのではなく、Ｓｔｒｏｎｇに過ぎないのはなぜであろうか。極めて強い不可能な縁を用いた場合には、例えば、３つの不可能な縁をｙイオンのピークにもち、５つの不可能な縁をｂイオンのピークにもつ化学的なノイズピークは、Ｔ側まで押し付けられる（ここで、次いで、幾らかの実際のｙイオンを押しやる）。
【００６３】
図１１は、第１の固有ベクトル座標１１０１を固有空間の一方の座標として用い、第２の固有ベクトル座標１１０３を他方の座標として用いる二次元の固有空間Ｒ１１００を示す。図６に関して述べられたように、固有空間における頂点の位置に適合されたラインＬ１１０５が生成され、ラインＬ１１０５に直交する区分ラインＰ１１０７が二次元固有空間Ｒ１１００の起点に配置される。群Ｓ及び群Ｔが区分ラインＰ１１０７の両側に割り当てられる。
【００６４】
図１２は、スペクトルのスペクトルピークを分類するために、ここで開示された技術を用いて、スペクトルを配列決定することによりもたらされる頂点の識別を示す。
【００６５】
図１３は、ペプチドＫＱＥＹＤＥＡＧＰＳＩＶＨＲＫ１３００の分析された解離スペクトルデータを示す。図３におけるように、スペクトルは、複数のｍ／ｚ質量スペクトルピーク１３０１を含む。しかし、ここでは、スペクトルピークを、さらに（例えば）Ｂイオンスペクトルピーク１３０３、ｙイオンスペクトルピーク１３０５、及びノイズピーク１３０７として識別することができる。
【００６６】
縁方法は、以前に、頂点間に縁が存在していない場合には、指定された重み付けの縁を生成し、又は、与えられた重み付けにより既存の縁を修正する。
【００６７】
ここで述べられた技術は、一般に、親分子及び分子のサブユニット、並びに、一実施形態を示すのに用いられるペプチド及びアミノ酸に適用される。具体的には、親分子は、ポリマー、脂質、プロテイン、ペプチド、及びグリカンの少なくとも１つ、並びに、各々が一方の分子のサブユニットを別の分子のサブユニットと連結する、開裂場所により分離される多数の分子のサブユニットを含む他の分子とすることができる。
【００６８】
開示される技術は、鎖体分子の配列決定における進歩を可能にする。さらに、上記から、スペクトルピークの効率的な分類又は部分的な分類は、（限定されるものではないが）、以下の利点を有することが理解されるであろう。
【００６９】
１）ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、ここでは、候補となる配列の生成がより少なくなる（すなわち、正しい各々の配列の可能性がはるかに高くなる）。
２）より少数の配列が生成されるため、開示された技術を用いるｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、正しい配列を含む可能性が高い一組の配列をより迅速に生成する。
３）開示された技術を用いるｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、既存の技術より迅速かつ正確であるため、こうしたｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、ここでは、はるかに長いペプチド、及びさらに完全なプロテインを配列決定することができる。
４）一実施形態は、ピーク分類に応じて、スペクトルピーク強度を修正する。この修正されたスペクトルは、処理のために、既存の配列決定プログラムに提示することができる。修正されたスペクトルは多義性が少ないため、これらのプログラムは、正しい配列を生成する可能性がより高い。
【００７０】
５）プロテイン及びペプチドの解離スペクトルに関連付けられるｂ／ｙ多義性問題を解決したことによる驚くべき成功のために、ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサの制度が増加した。
６）ピーク分類問題に対してコンピュータによる効率的で堅牢な解決法を与える。
７）最強の部類（強度ピークの最大数）は、すべての他のものを排斥し、ノイズピーク間の引力（残留物質量により分離される内部フラグメントのような）は、ピークの分類を助ける。
８）幾つかのスペクトルは、３つより多い部類を有し、１つより多いペプチドがある場合、又は、多数の内部フラグメント（残留物配列の中間から連続するサブ配列）がある場合に、このことが生じることがある。こうしたスペクトルは、一方のペプチドから別のペプチドに容易に「トラックをジャンプ」することができる純粋な最長経路の以前の手法では困難であった。この問題は、スペクトルピークの堅牢な分類により減少される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】分子の配列決定システムを示す。
【図２】好ましい実施形態によるコンピュータシステムを示す。
【図３】タンデム質量分光計により生成することができ、各々のｍ／ｚ値において観測されるイオンの数を示す例示的な解離スペクトルのヒストグラムを示す。
【図４】分子フラグメント分類プロセスの一実施形態を示す。
【図５】解離スペクトルデータに応じて、ばねシステムを初期化するプロセスの一実施形態を示す。
【図６】「信頼重み付け分類を適用する」プロセスの一実施形態を示す。
【図７】「スペクトルピーク強度を調整する」プロセスの一実施形態を示す。
【図８】「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」プロセスを示す。
【図９】ばねシステムのための縁重み付けプロセスの第１部分を示す。
【図１０】ばねシステムのための縁重み付けプロセスの第２部分を示す。
【図１１】図３に表わされるスペクトルによりもたらされる、区分され、分類された二次元の固有空間を示す。
【図１２】図１１に示すように分類された頂点の配列決定によりもたらされる、区分され、識別された二次元の固有空間を示す。
【図１３】図４のプロセスにより分析されたタンデム質量分光計によりもたらされることができ、図１１の固有空間を生成する、配列決定された解離スペクトルデータを示す。
【符号の説明】
【００７２】
１０１：化学物質サンプル
１０３：タンデム質量分光計
１０５：解離スペクトル
１０９：ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン化分子フラグメントを分類するための方法、装置、及びプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
錯体分子を識別するのに用いることができる多数の技術がある。これらの技術の幾つかは、鎖体分子のフラグメントスペクトルを用いる。こうしたフラグメントスペクトルは、当該技術分野に周知のタンデム質量分析（「ＭＳ／ＭＳ」）技術により生成することができる。フラグメントスペクトルの分析は、鎖体分子を構成する分子のサブユニットの構造及び配列に対する糸口を与えることができる。
【０００３】
理想的なスペクトルは、ｂイオン又はｙイオンの完全な「ラダー」を含み、これにより、分子のサブユニットの配列又はその反転を簡単に読み取ることができる。したがって、候補となる配列の生成は、通常、ピークグラフにおける最長の（又は最高の）経路問題として示され、このピークグラフは、スペクトルにおける各々のピークについて頂点と、２つのピークが可能性のある分子のサブユニットの質量において異なる場合には、これらを連結する縁とを有する。開裂がないために、ピークグラフは、ピークではなく、小さい質量範囲に対応する頂点を用いることができ、及び／又は、一対の残留物の質量だけ異なる頂点間に縁を含むことができる。
【０００４】
鎖体分子の構造を識別する１つの方法は、フラグメントスペクトルを考慮して、鎖体分子の候補となる配列を識別し、採点することである。１つの手法においては、候補となるものは、既知の分子のデータベースに見出すことができる。Ｙａｔｅｓ，ＩＩＩ他に付与された米国特許番号第５，５３８，８９７号は、鎖体分子がプロテイン又はペプチドである方法を教示する。この手法の困難さは、鎖体分子が以前に識別又は予測されており、かつその特性がデータベース内に格納されている必要があることである。すなわち、以前に特徴付けされずに、データベースに入力された鎖体分子のフラグメントスペクトルは識別されない。
【０００５】
鎖体分子の構造を識別する別の方法は、ｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法を用いることである。この手法を用いてペプチド又はプロテインを配列決定する方法は、Ｔｏｗｎｓｅｎｄ他に付与された米国特許番号第６，５８２，９６５号により開示される。ｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法においては、この方法は、フラグメントスペクトルと一致するとすることができる分子のサブユニットのすべての可能性のある配列を生成することを試みる。プロテイン及びペプチドのｄｅ ｎｏｖｏ配列決定手法における１つの問題は、どちらのピークがｙイオン（ｃ終端フラグメント）で、どちらのピークがｂイオン（ｎ終端フラグメント）であるかを判断するのが困難であることである。「ｂ／ｙ多義性」という用語は、この困難さを示す。この困難さは、フラグメントスペクトルが、ノイズ（親分子のフラグメントではないイオン）に対するスペクトルピーク、並びに、信号（親分子のフラグメントであるイオン）に対するスペクトルピークを含むため悪化する。フラグメントスペクトルにおけるノイズは、鎖体分子をフラグメントスペクトルから正確に配列決定する可能性を減少させる。
【０００６】
さらに、ペプチドのスペクトルがｂイオン又はイオンの完全なラダーを有することは非常に稀であり、したがって、殆どのシーケンサは、２つの種類の混合物からラダーを形成することを試みる。Ｌｕｔｅｆｉｓｋ（Ｔａｙｌｏｒ他によるＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄｕＵｓｅｓ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂｙ Ｔａｎｄｅｍ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，７３（２００１），２５９４−２６０４）を参照されたい）は、一方を観察された質量に、他方を相補的な質量にするように、各々のピークを２つの頂点にする。こうした相補性は、事実上、多くのノイズピークを加えること、及び、単一のピークをｂイオン及びｙイオンの両方として用いることを可能にするという２つの欠点を有する。Ｃｈｅｎ他によるＡ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｂｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（Ｊ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ，８（２００１），３２５−３３７）という表題の論文は、単一のピークからの両方の頂点の同時使用を可能にしない最長経路アルゴリズムにより、どのように後者の欠点を修正するかを示す。Ｍａ他によるＡｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｄｅ Ｎｏｖｏ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｆｒｏｍ ＭＳ／ＭＳ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ（Ｓｙｍｐ．Ｃｏｍｂ．Ｐａｔｔｅｒ Ｍａｔｃｈｉｎｇ，２００３，２６６−２７８）という表題の論文は、両方の頂点の同時使用を可能にするが、ピークを２度採点することはないという、より微妙な修正を教示する。しかし、これらの解決法のいずれも、ノイズピークの数が２倍になるという、より大きな欠点を対処するものではない。
【０００７】
Ｌｕｂｅｃｋ他によるＮｅｗ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｆｏｒＤｅ Ｎｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｆｒｏｍ ＭＳ／ＭＳ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥＶ ９０，（２００２），１８６８−１８７４）という表題の論文は、最長経路アルゴリズムを稼動させる前に、ピークをｂ、ｙ、又は「他」として分類する理念を提案した。最長経路アルゴリズムは、ピークの分類を用い、すべてのピークを相補することを避ける。Ｌｕｂｅｃｋはアルゴリズム又は結果を開示していない。
【０００８】
Ｄａｙ他によるＰＰＭ−Ｃｈａｉｎ−ＤｅＮｏｖｏ Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｏｍｐａｒａｂｌｅ ｉｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｏ Ｓｅｑｕｅｓｔ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，２００４，５０５−５０８）という表題の論文は、独立して、ピークの分類を提案し（最長経路アルゴリズムに付加するものとしてではなく、代替的手法として）、ｂ／ｙ対及び各ピークの周りの「中立損失近傍」（約３０ダルトン）に合わせた分類器を作った。
【０００９】
Ｙａｎ他によるＳｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｏｎ Ｔｙｐｅｓ ｉｎ Ｔａｎｄｅｍ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ−Ａ Ｇｒａｐｈ−Ｔｈｅｏｒｉｃ Ａｐｐｒｏａｃｈ（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，２００４，２３６−２４４）という表題の論文は、同じ理念を開示し、分類の問題をグラフ３分割問題として示した。彼らは、問題に対する正しい解決法として指数関数的時間アルゴリズムを開示した。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、フラグメントスペクトルにおいてノイズを増加させることなく、分類の信頼のための重み付けをもつ、フラグメントスペクトルにおけるスペクトルピークをｂイオン及びｙイオンとして分類することができ、Ｙａｎ他によるものほど計算を要求しないアルゴリズムを用いる方法を見出すことが有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の「表記及び専門語」は、提示される技術及びその実施形態の理解を助けるために与えられる。
【００１２】
プラグラムされたルーチン又は機能−プログラムされたルーチン又はプログラムされた機能は、パラメータにより又はパラメータなしで呼び出すことができ、あらゆる与えられたパラメータ、アクセス可能状態、及び／又は、アクセス可能データに応答して設計された動作を実行する、あらゆるプログラミング方法における一連のプログラムコードである。プラグラムされたルーチン又は機能は、多目的ＣＰＵ又は他の電子機器により処理される命令とすることができる。プログラムされた機能は、一般に、値を戻す。プログラムされたルーチン又は機能は、多くの場合、指定された動作を実行するように設計され、デジタル値、アナログ値のいずれか、又はデジタル値及びアナログ値の組み合わせをもつ結果値を与えることができる電子機器において実行することができる。
【００１３】
提示する、提示される、提示されるべき−ここで述べられる技術の実施形態の動作結果は、実施形態により「提示される」ことができる。このことは、技術を用いることにより識別されるスペクトルピークをもつスペクトルの表現を格納すること、又は、こうしたスペクトルからデータを表示すること、技術を用いることにより識別される分子配列を表示又は格納すること、表現される又は技術を用いることにより引き出されたデータを、別のシステム（例えば、有形格納装置のようなコンピュータ使用可能データキャリア又はネットワークを用いることにより、及び／又は、遠隔手順呼び出しプロトコルを用いてコンピュータに）、別の手順、及び／又は、プログラムされたルーチンに送ることを含むことができる。
【００１４】
手順−手順は、望ましい結果をもたらすコンピュータ化されたステップの首尾一貫したシーケンスである。これらのステップは、１つ又はそれ以上のコンピュータ命令により定義することができる。これらのステップは、ステップを定義する命令を実行するコンピュータにより実行することができる。すなわち、「手順」という用語は、（例えば、限定されるものではないが、）命令のシーケンス、プログラムされた手順或いはプログラムされた機能において系統化された一連の命令、又は、１つ又はそれ以上のコンピュータにおいて実行されるプログラムされたプロセスにおいて系統化された一連の命令を指すことができる。こうした手順は、さらに、ステップを実行する特定の回路において直接実施することができる。
【００１５】
発明者は、解離スペクトルデータにおいてスペクトルピークを分類し、これによって、分子を配列決定する際の効率を向上させる装置、方法、及びプログラム製品を開発した。このことは、親分子のフラグメントを表わすスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスすることにより達成される。親分子は、分子のサブユニットと、開裂場所とを含み、開裂場所の各々は、分子のサブユニットの第１のものと、分子のサブユニットの第２のものとを連結する。スペクトルピークは、ピーク強度と関連付けられる。スペクトルピークの幾つかは、対応する頂点により表わされるように選択される。重み付け縁は、対応する頂点に割り当てられ、次いで、重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類が、対応する頂点に適用される。頂点が分類されると、分類に応じて、ピーク強度を調整し、ピーク強度を提示することができる。
【００１６】
発明者は、ｄｅ ｎｏｖｏ分析を改善するのに、ピークをｂイオン、ｙイオン、及び「他」として分類する必要がないことを実現した。最長経路アルゴリズムと併せて分類を用いる場合には、一方の群がすべてのｂイオンを含み、他方がすべてのｙイオンを含むようにピークを２つの群に分割するという、より容易な問題を解決するだけで十分である。このような二区分化は、一方の群が補完されて（親イオン質量から減算されて）、これにより、ノイズピークの数を２倍にすることなく、ピークのｂ／ｙ多義性を除去することを可能にする。発明者は、スペクトルグラフ区分化、多項時間アルゴリズムをこの二区分化問題に適用する。指数関数的時間アルゴリズムの代わりに、多項時間アルゴリズムを用いることにより、より多くの複雑なスペクトルを分類することができる。
【００１７】
図１は、分子配列決定システム１００の動作を示す。こうしたシステムにおいては、化学物質サンプル１０１を、解離スペクトル１０５（図３を参照されたい）を生成するタンデム質量分光計１０３に入力する。解離スペクトル１０５は、任意的なスペクトルフィルタ１０７によりフィルタ処理して、高品質スペクトルをｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ１０９に送り、このシーケンサは、解離スペクトル１０５を処理して、提示することができる化学物質サンプル１０１の化学物質のサブユニット１１１の可能性のある配列を求める。
【００１８】
図２は、開示される技術を組み込むことができるコンピュータシステム２００を示す。コンピュータシステム２００は、ＣＰＵ２０３、メモリ２０５、及び幾つかの実施形態においてはネットワークインターフェース２０７を組み込むコンピュータ２０１を含む。ネットワークインターフェース２０７は、コンピュータ２０１にネットワーク２０９に対するアクセスを与える。コンピュータ２０１は、さらに、ユーザインターフェース装置２１３、格納システム２１５、及び除去可能データ装置２１７に接続することができるＩ／Ｏインターフェース２１１を含む。除去可能データ装置２１７は、典型的にはプログラム製品２２１を含む有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９を読み取ることができる。格納システム２１５（除去可能データ装置２１７と併せて）、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９、及びいずれのネットワークファイル格納部も、ファイル格納機構を含む。有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９は、コンピュータシステム２００内のＲＯＭ、置き換え可能ＲＯＭ、メモリスティック、ＣＤ、フロッピー（登録商標）、ＤＶＤ、又は他の有形媒体のいずれかとすることができる。有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９からアクセスされるプログラム製品２２１は、一般に、ＣＰＵに、ここに述べられるプロセス並びに他のプロセスを実行させるように命令するプログラム２２３としてメモリ２０５に読み込まれる。さらに、プログラム製品２２１は、ネットワークインターフェース２０７によりネットワーク（一般に、光、無線、及び電子信号方式を含む、電磁搬送波内でエンコードされる）から与えることができる。当業者であれば、ネットワーク２０９は、別のコンピュータ使用可能データキャリアであることを理解するであろう。
【００１９】
タンデム質量分光計２２５は、Ｉ／Ｏインターフェース２１１と直接通信状態とすることができ、解離スペクトルデータを直接コンピュータ２０１に与えることができる（例えば、ＵＳＢ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）又はカスタム接続を用いることにより）。さらに、タンデム質量分光計２２５は、解離スペクトルデータをネット２０９上で与えることができ、又は、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９により与えることができる。
【００２０】
図３は、ｍ／ｚにおけるｘ方向軸３０１と強度３０３におけるｙ方向軸でプロットされた親分子の例示的なタンデム質量分光計解離スペクトル３００を示す。親分子は、一般に、開裂場所により接続された多数の分子のサブユニットを含む。タンデム質量分光計は、一般に、開裂場所のいずれかにおいて、親分子の多くを少なくとも２つのフラグメントに解離する。解離スペクトルデータは、同様なｍ／ｚを有する、生成されたフラグメントの数を示す。ｍ／ｚにおけるｘ方向軸３０１上のスペクトルピークの位置は、単独で帯電されたイオンの質量を表わす。強度という用語は、スペクトルピークの高さ又は区域を指す。スペクトルピークの強度は、親分子がどれくらいの頻度で特定の開裂場所においてフラグメント化されたかを示す。スペクトルピークのｍ／ｚ、強度、構造、及び形状は、スペクトルピークの特性の幾つかである。
【００２１】
タンデム質量分光計は、多くの場合、選択された高いスペクトルピークについてのｍ／ｚのようなスペクトルピークの注釈情報を与える。さらに、二重に帯電された親分子を検出することができる。前述のように、この表現における１つの困難さは、解離（又はフラグメント）スペクトルピークからノイズピークを求めることが非常に困難であることである。ペプチド及びプロテインの場合においては、どのスペクトルピークがｂイオン、ｙイオン、ａイオン、又はノイズを示すかを判断することが非常に困難である。プロテイン及び／又はペプチドの配列決定における非常に重要な問題の１つは、スペクトルピークがｙイオン、ｂイオン、又はノイズを表わすかどうかを判断することである。
【００２２】
図４は、ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ１０９として又はこれにより用いて、親分子を構成する分子のサブユニットの１つ又はそれ以上の可能性のある配列を求めることができる分子フラグメント分類プロセス４００を示す。分子フラグメント分類プロセス４００は、「開始」ターミナル４０１で始まり、解離スペクトルデータにアクセスする「解離スペクトルデータにアクセスする」手順４０３に続く。解離スペクトルデータは、格納システム２１５、ネットワーク２０９、有形のコンピュータ使用可能データキャリア２１９からアクセスすることができ、或いは、直接、タンデム質量分光計から、又は、他のデータアクセス技術又は科学技術のいずれかによりアクセスすることができる。解離スペクトルデータは、スペクトルピークを含む。スペクトルピークは、最初はイオン係数に関連するが、後に続く計算に応じて変更することができる強度を有する。
【００２３】
親分子は、プロテイン、ペプチド、脂質、ポリマー（単一のモノマー、又は、多数のモノマーで構成された）、グリカンなどとすることができる。この説明の残りの殆どは、ペプチド及びアミノ酸の内容に充てられる。ここで教示される技術は、開裂場所により連結された分子のサブユニットを有する他の分子に適用することができる。
【００２４】
解離スペクトルデータがアクセスされると、「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５が解離スペクトルデータを処理して、スペクトルピークのｍ／ｚ（質量）及び強度を識別し、関連のスペクトルピークを選択し、スペクトルピークを強度順にランク付けする（ｉｒａｎｋ）。当業者であれば、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークデータは、一般に、直接操作されるものではなく、むしろ、スペクトルピークの特性が解離スペクトルデータから取得されて、スペクトルピークの特性を表わすデータ構造（ここでは、多くの場合、頂点と呼ばれる）において値を確立するのに用いられることを理解するであろう。
【００２５】
「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５は、さらに、スペクトルピークを表わす頂点間に重み付け縁を確立するばねシステムと呼ばれるデータ構造を初期化する。幾つかの実施形態は、人為的な頂点をアレイに挿入して、人為的なピークとスペクトルピークの頂点の幾つか又は全てとの間に重み付け縁を与えることができる。「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５により生成されたアレイは、物理的なばねシステムと類似しており、ここでは、ピークの強度が質量と類似し、重み付け縁が、重み付け縁により連結されるピーク間に反発力／引力を与えるばねに類似する。発明者は、これは、ばねシステムを解離スペクトルデータに適用する初めてのものであると信じている。「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５は、次いで、図５に関して述べられる。
【００２６】
ばねシステムデータ構造が生成されると、「信頼重み付け分類をスペクトルピークに適用する」手順４０７が、信頼重み付け分類プロセスをデータ構造により表わされるばねシステムに適用する。これにより、二次元の固有空間を確立する２つの固有ベクトルが生成される。スペクトルピークを表わす頂点は、固有空間に突出して、ラインに適合するように用いられる。幾つかの実施形態においては、第１のラインに直交する第２のラインを用いて、固有空間を区分することができる。したがって、解離スペクトルデータから選択されたスペクトルピークは、選択されたピークを表わす頂点間の重み付け縁に応じて、２つ又はそれ以上の分類に分類することができる。
【００２７】
当業者であれば、頂点の分類は、スペクトルピークと人為的なピークとを表わす頂点の間の距離を求めることにより達成されることを信じることができるが、こうした当業者は、（例えば、図７に関連付けられる）ここで述べられる開示を読み、理解した後、代わりにスペクトルピークを区分化することは、固有空間内の頂点の突出に応じた固有空間の区分化によって決まることを理解するであろう。
【００２８】
次いで、「スペクトルピーク強度を調整する」手順４０９が、「信頼重み付け分類をスペクトルピークに適用する」手順４０７の結果に応じて、幾つかの実施形態においては、スペクトルピークの強度ランキングに応じて、スペクトルピークを調整する。頂点におけるスペクトルピーク強度が調整されると、任意的な「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」手順４１１を、調整されたスペクトルピーク強度に適用して、親分子の質量及び解離スペクトルデータと一致する分子のサブユニットの可能性のある配列を生成することができる。さらに、又は、別に、任意的な「スペクトルを再生成する」手順４１２が、調整されたピーク強度に基づいて、帯電上質量スペクトルを再生成することができ、これは次いで、他の配列決定プロセスにより用いることができる。任意的な「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」手順４１１、又は、任意的な「スペクトルを再生成する」手順４１２（存在する場合に）のどの組み合わせが用いられるかに係らず、「データを提示する」手順４１３を用いて、調整されたピーク強度、頂点の分類、調整された解離スペクトルデータ、及び／又は、他の配列決定プログラムによる後に続く処理のための任意的なプロセスの結果を提示し、結果を格納し、表示し、或いは別の方法により提示し、又は、分子のサブユニットの配列決定の結果を提示することができる。当業者であれば、こうしたシーケンサは、親分子について分子のサブユニットの１つより多い可能性のある配列を生成できることを理解するであろう。当業者は、さらに、調整された解離スペクトルデータは、頂点の特性から生成できることを理解するであろう。
【００２９】
分子フラグメント分類プロセス４００は、「終了」ターミナル４１５により完了する。当業者であれば、別のスペクトルは、分子フラグメント分類プロセス４００を再開することにより処理できることを理解するであろう。
【００３０】
図５は、図４の「ランキング及び重み付け縁をスペクトルピークに割り当てる」手順４０５の一実施形態である「ばねシステム初期化」プロセス５００を示す。「ばねシステム初期化」プロセス５００は、「解離スペクトルデータにアクセスする」手順４０３によりアクセスされたデータから引き出されたスペクトルデータ特性において動作する。「ばねシステム初期化」プロセス５００は、さらに、相補的な対に見えるスペクトルピークを用いて、親イオンの質量を推定する「親イオン質量を推定する」手順５０３を含むことができる。この推定は、スペクトルデータにおいて与えられたデータからタンデム質量分光計により求められる鎖体分子の公称質量を特定すること、スペクトルピークの対を合計すること、及び、スペクトルピークの対の合計が公称質量の許容範囲内にある場合には、そのスペクトルピークの対の合計を累積することを含む。すべての関連するスペクトルピークの対の合計が累積されると、統計的分析が累積されたスペクトルピークの対の合計に遂行されて、鎖体分子の質量が推定される。
【００３１】
「ばねシステム頂点についてのスペクトルピークを選択する」手順５０５は、（同様なｍ／ｚのものに対して）高強度を有し、同位体、二重に帯電された、又は、水損失の結果には見えないスペクトルデータからスペクトルピークを選択する（近傍のスペクトルピークとのスペクトルピークの質量及び強度の関係により求められる）。
【００３２】
「ばねシステムを初期化する」手順５０７は、十分なメモリを配分して、「ばねシステム頂点についてのスペクトルピークを選択する」手順５０５により選択されるスペクトルピーク、並びに、ばねシステムにおいて用いられる人為的な頂点のいずれかを表わす頂点間のばねシステムを表わす。「重み付け縁を隣接する頂点間に割り当てる」手順５０９は、後で図９及び図１０に関して述べられるように、重み付け縁を頂点間に割り当てる。
【００３３】
図６は、（スペクトルクラスタ処理アルゴリズムのような）信頼重み付け分類プロセスを、「ばねシステムを初期化する」手順５０７により初期化されたばねシステムに適用する「信頼重み付け分類を適用する」プロセス６００を示す。「固有空間を生成する」手順６０３は、ばねシステムについての最小固有値に対応して、第１の２つの固有ベクトルを求める。第１の固有ベクトルは、
によるばねシステムの潜在エネルギを最小にする際の最小二乗問題に対する解決法であり、ここで、Ａは縁重み付けのマトリックス、ＤはＡの入力項目の絶対値の行の合計を含む対角マトリックスである。
【００３４】
第２の固有ベクトルは、ばねシステムの振動モードである。一実施形態においては、発明者は、第１及び第２の固有ベクトルを用いて、ばねシステムを表わす二次元の固有空間Ｒを確立する。「頂点を固有空間に突出させる」手順６０５は、次いで、ばねシステムの頂点をＲにマップする。次いで、例えば、最小二乗適合を用いて、参照ラインＬをＲにおける頂点に適合させ、次いで、区分ラインとしてＲの起点を通る、Ｌに直交するラインＰを用いる。次いで、区分ラインとしてＲの起点を通る、Ｌに直交するラインＰを用いて、参照ラインＬをＲにおける頂点に適合させる。例示的なＲを図１１に示す。
【００３５】
区分ラインＰが確立されると、任意的な「固有空間を区分することにより頂点を群分けする」手順６０７が、ラインＰのどちら側に頂点が入るかに応じて、Ｒにおける頂点を２つの群（例えば、群Ｓ及び群Ｔ）に分類することができる。ペプチドのスペクトルにおいては、同じ群の頂点は、同じ種類になる傾向がある（例えば、ｂイオン又はｙイオン）。頂点は、Ｓ群及びＴ群に分けられるが、どちらの群がｙイオンを含み、どちらの群がｂイオンを含むかは分からない。（例えば、配列グリカンのような）幾つかの実施形態においては、参照ラインＬに対する頂点のランクは、配列決定を助けるのに十分とすることができるため、固有空間は区分する必要がない。
【００３６】
図７は、「スペクトルピーク強度を調整する」手順４０９の一実施形態とすることができる「スペクトルピーク強度を調整する」プロセス７００を示す。「スペクトルピーク強度を調整する」プロセス７００は、まず、「１つの群についての質量を補完する」手順７０１を適用して、頂点の質量を、親分子の質量から減算することにより（任意的には、適切な反応質量損失／利得のいずれかについて調整することにより）、群の１つにおける各々の頂点を補完する。このように、Ｓを補完してＳ’を生成することができる。Ｓ’を得ると、「適合に関して頂点をランク付けする」手順７０３が、ラインＬに関して頂点をランク付けする（ラインＬに沿って突出する頂点の位置であるｌｒａｎｋ）。次いで、「スペクトルピークを再び重み付けする」手順７０５が、強度ランク（ｉｒａｎｋ）及びｌｒａｎｋに応じて、スペクトルピークを再び重み付けする。
【００３７】
（スペクトルが、多くの場合、例えば、ｙイオン及びその他、又はｂイオン及びその他のような２つの分類しかもたない）プロテイン及びペプチド分析においては、「適合に関して頂点をランク付けする」手順７０３が、最大ｌｒａｎｋを、Ｌのポジティブ側における頂点からもたらされる最大ｌｒａｎｋのそれに制限する。親分子の他の種類は、この制約を必要としないとすることができる。
【００３８】
プロテイン及びペプチド分析においては、多くの場合、ｙイオンが好ましい。したがって、付加的な情報は、ばねシステムにおける人為的なＢ頂点及びＹ頂点を含むことにより生成することができる。人為的なＢ頂点を含む固有空間の半分は、恐らくｂイオンを含む半分であり、人為的なＹ頂点を含む固有空間の半分は、恐らくｙイオンを含む半分である。人為的なＢ頂点及び人為的なＹ頂点が同じ固有空間で終わる場合には、区分ラインＰから頂点への距離を求めて、関係を破断することができる。発明者は、この方法は、時間の少なくとも７０％において、ｂイオン及びｙイオンを正確に識別することを確認した。これがｂ／ｙ多義性問題を解決する高い可能性を与えるが、一実施形態は、依然として、すべての可能性のある配列を捕捉するために、Ｓ及びＹの「ｙイオンの半分」及び「ｂイオンの半分」の両方の割り当てを試行する。
【００３９】
次いで、「ピークグラフを構築する」手順７０７が、Ｓ’及びＴにおける頂点からピークグラフを作成し、２つのピーク間の縁は、１つ又は２つのアミノ酸残留物の質量だけ異なる（大きいアミノ酸質量は、最初と最後の間隙を考慮に入れたものである）。ピークグラフは、表示のために格納部に提示されてもよいし、又は、後に続く処理のために別の手順に提示してもよい。
【００４０】
図８は、「ピークグラフを構築する」手順７０７により生成されたピークグラフを用いて、親分子の可能性のある配列を求めることができる「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」プロセス８００を示す。「ピークグラフにおける最長経路を計算する」手順８０１は、ピークフラフにおける最長経路を求めるための周知の技術を用いる。最長経路が求められると、「候補となる配列を生成する」手順８０３が、経路を、鎖体分子の候補となる配列に変換する。後に続く採点手順（図示せず）は、配列が親分子について正確である可能性に関して、候補となる配列をランク付けする技術を用いることができる。一実施形態においては、少なくとも６つの配列が生成される。これらの６つの配列は、１）Ｓをｙイオンとして用い、配列がＲにおいて終了すること、２）Ｓをｙイオンとして用い、配列がＫにおいて終了すると仮定すること、３）Ｓをｙイオンをとして用い、配列が未知の文字において終了すると仮定すること、４）Ｔをｙイオンとして用い、配列がＲにおいて終了すると仮定すること、５）Ｔをｙイオンとして用い、配列がＫにおいて終了すると仮定すること、及び６）Ｔをｙイオンとして用い、配列が未知の文字において終了すると仮定することによりもたらされる。これらの配列は、表示のために格納部に提示されてもよいし、又は、後に続く処理のために別の手順に提示されてもよい。
【００４１】
図９は、図５の「重み付け縁を隣接する頂点間に割り当てる」手順５０９において呼び出して、信頼重み付け分類を適用する前に、ばねシステムの縁重み付けを確立することができる縁重み付けプロセス９００を示す。
【００４２】
縁重み付けプロセス９００は、擬似コードにより示される。擬似コードは、特定のプログラミング言語のシンタックスのいずれも用いることなく、アルゴリズムを記述する一般的な方法である。擬似コードは、実際のコンピュータ上では実行できないが、これは、実際のプログラミングコードをモデル化し、これに類似する。擬似コードは、当業者が、アルゴリズムの詳細を理解するのを助けるために与えられる。擬似コードのセクションは、表１ないし表１０に抽出され、擬似コードの「シンタックス」の幾つかの態様は、このコードが表から組み合わされた場合により明らかになる。
【００４３】
重み付け縁は、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピーク強度を表わすばねシステムの頂点間に親和力を確立する。縁重み付けプロセス９００は、開始ターミナル９０１において始まり、「スペクトルピーク」反復手順９０３に続き、解離スペクトルデータをトラバースして、各々の関連するスペクトルピークを認識する。関連するスペクトルピークは、例えば、特定のしきい値の上、及び／又は、ｍ／ｚ値の範囲内の強度をもつものである。スペクトルピークが認識されると、「スペクトルピークの頂点を初期化する」手順９０５が、頂点について格納部を配分して、表１に示すように、スペクトルピーク強度を頂点に割り当てることができる。
表１
すべてのスペクトルピークが解離スペクトルデータから検出されると、「スペクトルピークを強度によりランク付けする」手順９０６が、各々のスペクトルピークに対して、強度のランク順を与え、一実施形態においては、最も強いスペクトルピークに強度ランク１が与えられ、２番目に強いスペクトルピークにランク２が与えられるなどになる。
【００４４】
表２
【００４５】
（表２に示す）「人為的な頂点を初期化する」手順９０７は、関心のあるイオンの２つの部類と関連付けられる少なくとも２つの人為的な頂点を配分する。プロテイン及びペプチド分析においては、イオンの２つの部類は、ｂイオンとｙイオンである。幾つかの実施形態は、別の頂点を加えて、ノイズピークを引き付けるのを助ける。縁は、人為的な頂点間で確立される。一実施形態においては、２つの分類頂点間の縁は、互いに反発するように設定される。分類頂点の各々は、さらに、用いられる場合には、ノイズ頂点に対して反発する縁を有する。
【００４６】
表３
（表３に示す）「スペクトルピークの対」反復手順９０９は、次いで、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークに対応する頂点の各々の対について一度反復する。頂点の各々の対が反復されるとき、対の間の縁は、多数の条件に応じて調整される。例えば、限定されるものではないが、発明者は、以下により、２つの頂点間の縁を重み付けすることにより、ペプチドについての良好な結果を取得することができる。
【００４７】
「アミノ酸残留縁」チェック手順９１１は、スペクトルピークの対の間のｍ／ｚにおける差異が、どれだけ厳密にアミノ酸残留物と整合するかを求める。厳密な整合がある場合には、Ｓｔｒｏｎｇ縁が２つのスペクトルピーク間に加えられる。縁の強さは、スペクトルピーク間のｍ／ｚ差異が、どれだけ厳密にアミノ酸の質量と適合するかを表わすＱｕａｌｉｔｙ値により修正することができる。以下の表においては、Ｑｕａｌｉｔｙ変数は、２つの質量間の整合の厳密さを与える。一実施形態においては、Ｑｕａｌｉｔｙは、完全な整合においては１．０と等しく、ユーザ定義による許容範囲においては０．０まで減少する。イオントラップ質量分光計についての適切な許容範囲は、０．４ダルトンとすることができ、ＱＴＯＦ機器についての適切な許容範囲は、０．１ダルトンすることができる。ここで用いられる擬似コードにおいては、縁のプログラムされた方法は、縁がない場合においては、２つの頂点間に指定された重み付けをもつ縁を確立する。後に続く縁のプログラムされた方法の実施は、指定された重み付けを既存の縁に加える。両方の場合においては、縁重み付けオペランドは、擬似コードにおいて「＋＝」により示すことができる。
【００４８】
「相補的なスペクトルピーク縁」チェック手順９１３は、ｍ／ｚの合計が親分子の質量と大体同じであるかどうかを判断する。大体同じである場合には、スペクトルピークはたいてい同じ分類をもたないため、縁の重み付けは、（Ｑｕａｌｉｔｙにより修正することができる）Ｓｔｒｏｎｇだけ減少される（すなわち、恐らく、一方のスペクトルピークがｂイオンを表わし、他方がｙイオンを表わし、したがって、２つのスペクトルピークは、異なる分類にあるように助長されるはずであり、このことは、反発量により縁を調整することによって達成される）、縁の重み付けは、（Ｑｕａｌｉｔｙにより修正することができる）。
【００４９】
「アミノ酸の対」チェック手順９１５は、スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、アミノ酸残留物の対と整合するかどうかを判断する。これが真である場合には、縁は、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加される。
【００５０】
「不可能な質量」チェック手順９１７は、スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、残留物質量又は残留物質量の合計ではないかどうかを判断する。スペクトルピーク間のｍ／ｚにおける差異が、残留物質量又は残留物質量の合計ではない場合には、縁は、Ｓｔｒｏｎｇにより引力を小さくされる。
【００５１】
他の実施形態は、スペクトルピークの対の特性に基づく縁に対する修正が続く、重み付け縁を確立する以外の縁を定義する方法を用いることができる。さらに、スペクトルピークの対の他の特性、又は、第３のスペクトルピークに対する関係性もまた、スペクトルピークの対の間の重み付け縁に組み込むことができる。
【００５２】
すべてのスペクトルピークの対について縁が確立されると、縁重み付けプロセス９００は、以下のように、各々のスペクトルピークについて縁を調整するように続く（図１０を参照されたい）。
【００５３】
表４
表４は、解離スペクトルデータにおけるスペクトルピークを表わす頂点において反復を確立する「スペクトルピーク」反復手順９１９を示す。すべての選択された頂点が処理された後、縁重み付けプロセス９００は、「終了」ターミナル９２１により完了する。各々の頂点が処理されるとき、「ノイズ縁」手順９２３は、スペクトルピークを表わす処理された頂点と、ノイズについての人為的な頂点との間に縁を加える。縁の強さはＳｔｒｏｎｇであり、スペクトルピークのランクにより調整される最大強度ランクによって除算される。したがって、（ｒａｎｋＭａｘを１００と仮定し）最高の強度スペクトルピークは、ノイズに対する縁がない。２番目に高い強度スペクトルピークは、１／１００Ｓｔｒｏｎｇのノイズに対する縁を有し、（ｎがｒａｎｋＭａｘ＋１又はこれより高い）ｎ番目の強度スペクトルピークは、Ｓｔｒｏｎｇになる。
【００５４】
表５
次いで、（表５に示す）「ｂイオン残留物の対」チェック手順９２５が、スペクトルピークのｍ／ｚからプロトン質量を減算したものがアミノ酸の対と整合するかどうかを判断する。整合する場合には、Ａｒｔ＿Ｂに対する重み付け縁が質量精度（Ｑｕａｌｉｔｙ）により調整されるＷｅａｋだけ増加され、これはピークのｍ／ｚがアミノ酸の対の質量にどれだけ厳密に整合するかである。
【００５５】
表６
次いで、（表６に示す）「ｙイオン残留物の対」チェック手順９２７が、親分子の質量から減算されたピークのｍ／ｚがアミノ酸の対と整合するかどうかを判断する。これが真である場合には、Ａｒｔ＿Ｙに対する縁の重み付けは、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加される。
【００５６】
表７
（表７に示す）「イオン検出」条件手順９２８は、まず、現在のピークより２７．９９５だけ少ないピークが存在する（すなわち、現在のスペクトルピークが、フラグメントに取り付けられた付加的な一酸化炭素の結果であることを示す）かどうかを判断する。存在する場合には、「残留物の対」条件手順９２９が、スペクトルピーク質量からプロトンを減算したものが、アミノ酸の対の質量と整合するかどうかを判断し、整合する場合には、「強い縁」手順９３０が、スペクトルピークとＡｒｔ＿Ｂとの間の縁を、Ｑｕａｌｉｔｙにより調整されるＳｔｒｏｎｇだけ増加させて、一対のアミノ酸の質量にする。
【００５７】
「残留物の対」条件手順９２９が、スペクトルピークの質量からプロトン質量を減算したものがアミノ酸対と整合しない場合には、「脆弱縁」手順９３１が、スペクトルピークとＡｒｔ＿Ｂとの間の縁を、スペクトルピークのＱｕａｌｉｔｙにより調整されるＷｅａｋだけ増加させて、一対のアミノ酸の質量にする。
【００５８】
表８
（表８に示す）「不可能なｂイオン」チェック手順９３３は、スペクトルピークのｍ／ｚからプロトン質量を減算したものが、低質量イオンの質量ではないかどうかを判断する。そうである場合には、この頂点とＡｒｔ＿Ｂとの間の縁の引力がＳｔｒｏｎｇだけ減少される。
【００５９】
表９
（表９に示す）「不可能なｙイオン」チェック手順９３５は、スペクトルピークのｍ／ｚの余数が低質量イオンの質量ではないかどうか判断する。そうである場合には、頂点とＡｒｔ＿Ｙとの間の縁の引力がＳｔｒｏｎｇだけ減少される。
【００６０】
（表１０に示す）「二重帯電イオン」チェック手順９３７は、スペクトルピークが、スペクトルピーク質量のｍ／ｚの半分にプロトン質量を加えたｍ／ｚに存在するかどうかを判断する。こうしたスペクトルピークが存在する場合には、頂点からＡｒｔ＿Ｙへの縁は、Ｗｅａｋだけ増加される。
表１０
付加的な縁の調整は、スペクトルピークの質量がどれだけ良好にアミノ酸トリプルの質量と整合するかに応じて行うことができる。
【００６１】
Ｗｅａｋ及びＳｔｒｏｎｇはどのように設定するのだろうか。（０．２ダルトン解像度においては）区別できる残留物質量の約６倍の区別できる残留物の対の質量があるため、Ｓｔｒｏｎｇは、Ｗｅａｋの６倍に設定する。さらに、グラフの区分化は、異なる重み付けの下で非常に堅牢であり、しかも、その結果は、重み付けにおける変化に対してあまり敏感ではないことがわかった。
【００６２】
最後に、不可能な質量により分離される２つのピーク間のネガティブな重み付けが、もっと強かったり、又はさらには無限であるのではなく、Ｓｔｒｏｎｇに過ぎないのはなぜであろうか。極めて強い不可能な縁を用いた場合には、例えば、３つの不可能な縁をｙイオンのピークにもち、５つの不可能な縁をｂイオンのピークにもつ化学的なノイズピークは、Ｔ側まで押し付けられる（ここで、次いで、幾らかの実際のｙイオンを押しやる）。
【００６３】
図１１は、第１の固有ベクトル座標１１０１を固有空間の一方の座標として用い、第２の固有ベクトル座標１１０３を他方の座標として用いる二次元の固有空間Ｒ１１００を示す。図６に関して述べられたように、固有空間における頂点の位置に適合されたラインＬ１１０５が生成され、ラインＬ１１０５に直交する区分ラインＰ１１０７が二次元固有空間Ｒ１１００の起点に配置される。群Ｓ及び群Ｔが区分ラインＰ１１０７の両側に割り当てられる。
【００６４】
図１２は、スペクトルのスペクトルピークを分類するために、ここで開示された技術を用いて、スペクトルを配列決定することによりもたらされる頂点の識別を示す。
【００６５】
図１３は、ペプチドＫＱＥＹＤＥＡＧＰＳＩＶＨＲＫ１３００の分析された解離スペクトルデータを示す。図３におけるように、スペクトルは、複数のｍ／ｚ質量スペクトルピーク１３０１を含む。しかし、ここでは、スペクトルピークを、さらに（例えば）Ｂイオンスペクトルピーク１３０３、ｙイオンスペクトルピーク１３０５、及びノイズピーク１３０７として識別することができる。
【００６６】
縁方法は、以前に、頂点間に縁が存在していない場合には、指定された重み付けの縁を生成し、又は、与えられた重み付けにより既存の縁を修正する。
【００６７】
ここで述べられた技術は、一般に、親分子及び分子のサブユニット、並びに、一実施形態を示すのに用いられるペプチド及びアミノ酸に適用される。具体的には、親分子は、ポリマー、脂質、プロテイン、ペプチド、及びグリカンの少なくとも１つ、並びに、各々が一方の分子のサブユニットを別の分子のサブユニットと連結する、開裂場所により分離される多数の分子のサブユニットを含む他の分子とすることができる。
【００６８】
開示される技術は、鎖体分子の配列決定における進歩を可能にする。さらに、上記から、スペクトルピークの効率的な分類又は部分的な分類は、（限定されるものではないが）、以下の利点を有することが理解されるであろう。
【００６９】
１）ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、ここでは、候補となる配列の生成がより少なくなる（すなわち、正しい各々の配列の可能性がはるかに高くなる）。
２）より少数の配列が生成されるため、開示された技術を用いるｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、正しい配列を含む可能性が高い一組の配列をより迅速に生成する。
３）開示された技術を用いるｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、既存の技術より迅速かつ正確であるため、こうしたｄｅ ｎｏｖｏシーケンサは、ここでは、はるかに長いペプチド、及びさらに完全なプロテインを配列決定することができる。
４）一実施形態は、ピーク分類に応じて、スペクトルピーク強度を修正する。この修正されたスペクトルは、処理のために、既存の配列決定プログラムに提示することができる。修正されたスペクトルは多義性が少ないため、これらのプログラムは、正しい配列を生成する可能性がより高い。
【００７０】
５）プロテイン及びペプチドの解離スペクトルに関連付けられるｂ／ｙ多義性問題を解決したことによる驚くべき成功のために、ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサの制度が増加した。
６）ピーク分類問題に対してコンピュータによる効率的で堅牢な解決法を与える。
７）最強の部類（強度ピークの最大数）は、すべての他のものを排斥し、ノイズピーク間の引力（残留物質量により分離される内部フラグメントのような）は、ピークの分類を助ける。
８）幾つかのスペクトルは、３つより多い部類を有し、１つより多いペプチドがある場合、又は、多数の内部フラグメント（残留物配列の中間から連続するサブ配列）がある場合に、このことが生じることがある。こうしたスペクトルは、一方のペプチドから別のペプチドに容易に「トラックをジャンプ」することができる純粋な最長経路の以前の手法では困難であった。この問題は、スペクトルピークの堅牢な分類により減少される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】分子の配列決定システムを示す。
【図２】好ましい実施形態によるコンピュータシステムを示す。
【図３】タンデム質量分光計により生成することができ、各々のｍ／ｚ値において観測されるイオンの数を示す例示的な解離スペクトルのヒストグラムを示す。
【図４】分子フラグメント分類プロセスの一実施形態を示す。
【図５】解離スペクトルデータに応じて、ばねシステムを初期化するプロセスの一実施形態を示す。
【図６】「信頼重み付け分類を適用する」プロセスの一実施形態を示す。
【図７】「スペクトルピーク強度を調整する」プロセスの一実施形態を示す。
【図８】「分子のサブユニットの可能性のある配列を求める」プロセスを示す。
【図９】ばねシステムのための縁重み付けプロセスの第１部分を示す。
【図１０】ばねシステムのための縁重み付けプロセスの第２部分を示す。
【図１１】図３に表わされるスペクトルによりもたらされる、区分され、分類された二次元の固有空間を示す。
【図１２】図１１に示すように分類された頂点の配列決定によりもたらされる、区分され、識別された二次元の固有空間を示す。
【図１３】図４のプロセスにより分析されたタンデム質量分光計によりもたらされることができ、図１１の固有空間を生成する、配列決定された解離スペクトルデータを示す。
【符号の説明】
【００７２】
１０１：化学物質サンプル
１０３：タンデム質量分光計
１０５：解離スペクトル
１０９：ｄｅ ｎｏｖｏシーケンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、
複数の重み付け縁を前記複数の頂点に割り当てるステップと、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するステップと、
前記適用するステップに応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するステップと
を含むコンピュータにより制御される方法。
【請求項２】
コンピュータプログラム製品であって、
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、
複数の重み付け縁を前記複数の頂点に割り当てるステップと、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するステップと、
前記適用するステップに応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するステップと
を含む方法を、コンピュータにより実行された場合に、前記コンピュータに実行させる命令を格納するコンピュータ使用可能データキャリア
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項３】
前記適用するステップが、前記複数の頂点の前記一部を、スペクトルピークの第１の部類及びスペクトルピークの第２の部類を表わす複数の部類に分類し、前記提示するステップが、さらに、前記解離スペクトルデータを生成した前記親分子の質量に対して、前記第１の部類を補完するステップをさらに含む、請求項1、又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするように構成されたスペクトルアクセス論理を含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記スペクトルアクセス論理によりアクセスされる前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすように構成されたピーク選択論理と、
複数の重み付け縁を、前記ピーク選択論理により選択された前記複数の頂点に割り当てるように構成された縁重み付け割り当て論理と、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するように構成された分類論理と、
前記分類論理に応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するように構成された調整論理と、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するように構成された提示論理と
を含むことを特徴とする装置。
【請求項１】
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、
複数の重み付け縁を前記複数の頂点に割り当てるステップと、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するステップと、
前記適用するステップに応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するステップと
を含むコンピュータにより制御される方法。
【請求項２】
コンピュータプログラム製品であって、
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするステップを含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすステップと、
複数の重み付け縁を前記複数の頂点に割り当てるステップと、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するステップと、
前記適用するステップに応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するステップと、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するステップと
を含む方法を、コンピュータにより実行された場合に、前記コンピュータに実行させる命令を格納するコンピュータ使用可能データキャリア
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項３】
前記適用するステップが、前記複数の頂点の前記一部を、スペクトルピークの第１の部類及びスペクトルピークの第２の部類を表わす複数の部類に分類し、前記提示するステップが、さらに、前記解離スペクトルデータを生成した前記親分子の質量に対して、前記第１の部類を補完するステップをさらに含む、請求項1、又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
親分子の複数のフラグメントを表わす複数のスペクトルピークを含む解離スペクトルデータにアクセスするように構成されたスペクトルアクセス論理を含み、
前記親分子が、複数の分子のサブユニットと、各々が前記複数の分子のサブユニットの第１のものと前記複数の分子のサブユニットの第２のものとを連結する複数の開裂場所とを含み、前記複数のスペクトルピークが、それぞれの複数のピーク強度と関連付けられており、
前記スペクトルアクセス論理によりアクセスされる前記複数のスペクトルピークの一部を、複数の頂点として表わすように構成されたピーク選択論理と、
複数の重み付け縁を、前記ピーク選択論理により選択された前記複数の頂点に割り当てるように構成された縁重み付け割り当て論理と、
前記複数の重み付け縁に応じて、信頼重み付け分類を前記複数の頂点に適用するように構成された分類論理と、
前記分類論理に応じて、前記それぞれの複数のピーク強度を調整するように構成された調整論理と、
前記それぞれの複数のピーク強度を提示するように構成された提示論理と
を含むことを特徴とする装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−１３２９１９（Ｐ２００７−１３２９１９Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００６−１５４００１（Ｐ２００６−１５４００１）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（５０４４０７０００）パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５４００１（Ｐ２００６−１５４００１）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（５０４４０７０００）パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド (65)
【Ｆターム（参考）】
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