研究者データベース

相沢 智康(アイザワ トモヤス)
先端生命科学研究院
教授

基本情報

所属

  • 先端生命科学研究院

職名

    教授

学位

  • 博士(理学) (北海道大学)

ホームページURL

ORCID ID

  • 0000-0001-9134-7576

研究キーワード

  • 抗菌ペプチド   核磁気共鳴   蛋白質工学   構造生物学   蛋白質科学   

研究分野

  • ライフサイエンス / 食品科学
  • ナノテク・材料 / 生体化学
  • ライフサイエンス / 構造生物化学
  • ライフサイエンス / 生物物理学

職歴

  • 2019年01月 - 現在  北海道大学教授
  • 2019年01月 - 現在  北海道大学(大学院先端生命科学研究院)教授
  • 2007年 - 2018年  北海道大学(大学院先端生命科学研究院) 助教授
  • 2007年 - 2018年  Associate Professor
  • 2006年 - 2007年  北海道大学(大学院先端生命科学研究院) 助手
  • 2006年 - 2007年  Research Associate
  • 2001年 - 2006年  北海道大学(大学院理学研究科生物科学専攻) 助手
  • 2001年 - 2006年  Research Associate
  • 2007年  - 北海道大学(大学院先端生命科学研究院) 准教授
  • 2001年  生物系特定産業技術研究推進機構(富山医科薬科大学) 研究員
  • 2001年  Researcher

学歴

  •         - 2001年   北海道大学   理学研究科
  •         - 2001年   北海道大学
  •         - 1998年   北海道大学   理学研究科
  •         - 1998年   北海道大学
  •         - 1996年   北海道大学   理学部
  •         - 1996年   北海道大学

所属学協会

  • 日本農芸化学会   日本蛋白質科学会   日本生物物理学会   日本生化学会   日本核磁気共鳴学会   日本ペプチド学会   

研究活動情報

論文

その他活動・業績

特許

  • 特開2013-164414:抗菌ペプチドを用いた微生物の検出方法及び検出用キット  2013年08月22日
    大槻 隆司, 北條 江里, 米北 太郎, 森下 直樹, 松本 貴之, 森松 文毅, 相沢 智康  日本ハム株式会社  201303028109891347
  • 特開2008-200299:神経再生チューブ及びその製造方法  2008年09月04日
    大熊 恒雄, 石川 和裕, 境 勝義, 田中 順三, 出村 誠, 相沢 智康, 伊藤 聰一郎, 吉川 毅, 三田村 智行, 金野 克美, 大市 貴志, 田中 勝  北海道曹達株式会社, 国立大学法人 東京医科歯科大学, 北海道, 早坂理工株式会社, 国立大学法人 北海道大学  200903055926433290
  • 特許第4982887号:神経再生チューブ及びその製造方法    2012年05月11日
    大熊 恒雄, 石川 和裕, 境 勝義, 田中 順三, 出村 誠, 相沢 智康, 伊藤 聰一郎, 吉川 毅, 三田村 智行, 金野 克美, 大市 貴志, 田中 勝  北海道曹達株式会社, 国立大学法人 東京医科歯科大学, 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 早坂理工株式会社, 国立大学法人北海道大学  201303039744552879
  • 特開2008-054673:組み換え蛋白質の製造方法  2008年03月13日
    相沢 智康, 神谷 昌克, 北條 江里, 出村 誠, 河野 敬一  国立大学法人 北海道大学  200903002074568570
  • 特開2007-255910:NMRシグナルの帰属方法  2007年10月04日
    相沢 智康, 出村 誠, 河野 敬一  国立大学法人 北海道大学  200903050166151344
  • 特開2007-254295:安定同位体元素を有するポリペプチド混合物の合成方法  2007年10月04日
    相沢 智康, 出村 誠, 河野 敬一  国立大学法人 北海道大学  200903061604792678
  • WO2007-088869:ラクトアルブミン変性物の製造方法  2007年08月09日
    出村 誠, 秋元 薫, 相沢 智康, 河野 敬一  国立大学法人 北海道大学  200903060148122812
  • 特開2006-045098:毛乳頭細胞を活性化するためのサイトカイン  2006年02月16日
    早川 洋一, 相沢 智康, 河野 敬一, 多田 雅人  国立大学法人 北海道大学  200903010502343018
  • 特許第3985046号:毛乳頭細胞を活性化するためのサイトカイン    2007年07月20日
    早川 洋一, 相沢 智康, 河野 敬一, 多田 雅人  国立大学法人 北海道大学  201103098022596253

競争的資金等の研究課題

  • 抗菌ペプチドの膜中での構造変化と相互作用の解析
    文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(C))
    研究期間 : 2014年 -2016年
  • タンデムリピートを持つ新規天然変性DNA結合ドメインの揺らぎと分子認識機構の解明
    文部科学省:科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
    研究期間 : 2011年 -2012年 
    カイコの絹の主成分であるフィプロインの時期特異的かつ部位特異的な転写を制御する因子FMBP-1から発見されたDNA結合ドメインであるSTPRドメインは、9塩基対からなるATリッチの特異的配列に結合する。このドメインは、23残基の極めて配列相同性の高いリピート配列が4回繰り返した特徴的なタンデムリピート構造を有しており、代表者の研究成果から、遊離状態では揺らぎの大きな天然変性構造をとるにもかかわらず、DNA結合状態ではα-helixリッチな構造を形成することが明らかになった。そこで、このDNA結合ドメインのDNAとの相互作用に伴う立体構造形成に関する、動的認識メカニズムを明らかにすることが本研究の目的である。まず、遊離状態のSTPRドメインのNMRスペクトルは天然変性蛋白質に特徴的なものであるが、安定同位体標識試料により帰属が可能であると考えられるため、本年度はこのNMRスペクトルの解析を重点的に進めた。今後、さらに帰属作業を進め、各種のスペクトルを詳細に解析することで、STPRドメインの揺らぎとDNA認識について残基レベルでの解析が期待できる。さらに細胞、絹糸腺でのFMBP-1の動的挙動についてFCSを用いた解析を進めた。STPRドメインを含むFMBP-1が核内でDNAを認識し転写活性化を行う際のFMBP-1とその変異体の振る舞いについて、Hela細胞を用いた系と絹糸腺でのFCS解析を進め、実際の生体内でのDNA認識に関する動的挙動に関していくつかの有用な知見を得ることに成功した。
  • 多機能サイトカインGBPの生体防御における役割の分子レベルでの解明
    文部科学省:科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    チョウやガの仲間である鱗翅目昆虫、アワヨトウから発見された多機能サイトカインGBP は、血球の活性化などの生体防御や幼虫の成長に関連して重要な役割を担っていると推定されるが、その分子レベルでの作用機構については未知の点が多く残されている。GBP の各種変異体を調整し、その立体構造と活性の関係について検討を行うことで、昆虫の寄生に伴う成長抑制や、創傷や感染と関連した血球の働き等に関して興味深い成果を得ることに成功した。
  • 無脊椎動物由来自然免疫関連タンパク質の分子レベルでの異物認識と応答機構の解析
    文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    研究期間 : 2004年 -2005年 
    本年度は得られた遺伝子組換え蛋白質試料を用いて、精密な立体構造を決定し、活性発現と立体構造の関係を解明するため、相互作用解析等を進めた。変異体を用いた解析の結果、ASABFについては、現在まで知られるCSαβモチーフ抗菌ペプチドには保存されていないC末端のフレキシブル領域が存在し、抗菌活性の維持に重要な働きを有することを明らかにした。CSαβモチーフを有する抗菌ペプチドは、昆虫をはじめとする節足動物を中心に、軟体動物、植物まで有することが知られており、ごく最近、真菌からも発見されている。しかし、このいずれにもC末端のフレキシブル領域は存在しておらず、このファミリーの進化を知る上でも、また抗菌活性の発現メカニズムを解明する上でも興味深い。さらに、ミセルとの相互作用解析の結果などをあわせて考察すると、このフレキシブル領域は、膜との初期のインタラクションに重要な役割を果たしていると考えられる。また、NMR法を用いた緩和測定による分子の内部の残基の運動性に関する解析の結果から、N末端に存在するループ領域が極めて特徴的な運動性を示すことが明らかになった。昆虫由来のCSαβモチーフを有するペプチドでは、この領域の電荷の存在が、膜相互作用時に複合体を形成しポアを形成するために重要であることが示唆されており、興味深い結果といえる。サイトカインGBPについては、このGBPを持つアワヨトウ幼虫が寄生蜂であるカリヤコマユバチに寄生された際におこる成長抑制作用と免疫系の抑制に、寄生の際に感染するポリドナウイルスによるGBPのC末端の伸張が関係している可能性を分子レベルで明らかにすることに成功し、論文として投稿中である。
  • 無脊椎動物由来生体防御タンパク質の分子レベルでの異物認識機構の解析
    文部科学省:科学研究費補助金(特定領域研究)
    研究期間 : 2003年 -2003年 
    線虫由来の抗菌ペプチドASABF及びABFについて、そのクローニング及びメタノール代謝酵母を宿主として用いた大量発現系の構築を行い、活性、立体構造に関する解析を進めた。その結果、モデル生物として重要性の高いC.elegansにおいて世界で初めて抗菌ペプチドの同定に成功し、NMR法による立体構造解析を進め、インセクトデフェンシンファミリーと類似性の高いものであることを明らかにした。またカブトガニ由来の抗菌ペプチドであるタキサイチンについて、大腸菌を宿主として用い、インクルージョンボディーからのリフォールディングを行うことで、大量発現系の構築に成功し、安定同位体ラベル試料を調整することで、立体構造と活性の関係について詳細な検討を進めた。その結果、タキサイチンのキチン結合能を有する抗真菌活性発現と電荷が重要である推定される抗グラム陰性、抗グラム陽性活性発現では分子内の異なる部位が重要な役割を果たすことを明らかにした。この他、メタノール代謝酵母を用いた大量発現系により生産した、カイコガ由来リゾチームについてその立体構造解析、安定性解析などをすすめ、ニワトリや哺乳類などの一般的なリゾチームには見られない低温活性などの活性を有すること、またその活性と構造の関連性に関して知見を得たほか、鱗翅目昆虫由来の異物排除に関連する血球活性化因子GBPについて変異体を用いて立体構造と活性に関する研究を展開した。
  • 多機能サイトカインGBPの受容体動作機構の解析
    文部科学省:科学研究費補助金(若手研究(B))
    研究期間 : 2002年 -2003年 
    多機能サイトカインGBPに対して結合能を有する調節蛋白質GBPBPの大量発現構築に、大腸菌を利用した発現系を用いて成功したのでこれを利用し、GBPBPと、GBP間の相互作用について表面プラズモン共鳴センサーを用いて解析を進めた。また、このGBPBPをN末端、C末端ドメインに分割した発現系を構築し、その結合能の解析を行なった。その結果、GBPとGBPBPの相互作用は、各ドメインのみでは観察されず、両ドメインが必要なこと、また生体内の環境と近い生理食塩水中では、GBPBPの立体構造がかなりの速さで失われ結合能も失っていくことが明らかになった。また、GBP分子のN末端の分子の自由度を高めている残基についての重要性を検討するために、これらの領域に対する変異を導入した変異体の作成を重点的に行い、機能と立体構造相関に関する知見を蓄積した。自由度を高めている要因と考えられるGly残基を自由度の低い残基に置換した変異体をプローブとすることで、受容体のリガンド結合部位に関する知見を得た。また、この知見を基にアンタゴニストとして働くペプチドの作成に成功した。さらに、GBPの立体構造形成に重要と考えられるTyr11をAlaに置換した変異体では、溶液中での立体構造が失われるにもかかわらず、活性を保持するという極めて興味深い現象を発見した。さらに詳細な解析から、受容体結合時に本来の分子の立体構造が誘導形成され、活性を発現しているという可能性を示唆する研究結果を得た。
  • NMR法と遺伝子工学を用いたタンパク質の立体構造と機能の関係の解明
  • Studies for elucidating the relationship between tertiary structure of proteins and its functions by using NMR and protein engineering.

教育活動情報

主要な担当授業

  • 生命情報分子科学特論
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 生命科学院
    キーワード : タンパク質構造、フォールディング、NMR、細胞膜、タンパク質科学、バイオマテリアル、機能性ポリマー、構造生物学、酵素、抗体、膜タンパク質、創薬
  • 生命融合科学概論
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 生命科学院
    キーワード : 生命融合科学、生命情報分子科学、生命物質科学、細胞機能科学、生命機能制御科学
  • 大学院共通授業科目(一般科目):複合領域
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 大学院共通科目
    キーワード : 生命融合科学、生命情報分子科学、生命物質科学、細胞機能科学、生命機能制御科学
  • 国際研究集会企画プログラム
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 生命科学院
    キーワード : 研究集会、国際交流
  • 生物系の分析化学
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 分析化学、機器分析、NMR
  • 分子遺伝科学Ⅱ
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 遺伝情報、ゲノム、DNA、RNA、タンパク質、転写、翻訳、遺伝子発現、転写調節因子、遺伝的変動、遺伝子重複、系統樹、相同遺伝子、点変異、トランスポゾン、ウイルス、ヒトゲノム
  • 分析化学概論
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 分析化学、機器分析、NMR
  • 生体高分子学実験Ⅰ
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 物理学実験,化学分析実験,有機合成実験,生化学実験, 分子生物学実験,細胞生物学実験、生物物理学実験
  • 高分子機能学基礎実験
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 基礎実験手法、物理学実験、化学分析実験、有機合成実験、生化学実験、安全教育、法令
  • 実験生物科学
    開講年度 : 2017年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 理学部
    キーワード : 遺伝子解析法、タンパク質解析法、細胞解析法、個体解析法、顕微観察法

大学運営

委員歴

  • 2019年04月 -2020年03月   日本核磁気共鳴学会   評議員
  • 2017年 -2018年   日本生物物理学会   代議員
  • 2010年 -2012年   日本生物物理学会   ホームページ編集委員長   日本生物物理学会
  • 2009年 -2011年   日本生物物理学会   学会委員   日本生物物理学会
  • 2009年 -2011年   日本生物物理学会   運営委員   日本生物物理学会
  • 2007年 -2010年   日本生物物理学会   ホームページ編集委員   日本生物物理学会
  • 2007年 -2009年   日本生物物理学会   運営委員   日本生物物理学会
  • 2007年 -2009年   日本生物物理学会   学会委員   日本生物物理学会
  • 2005年 -2006年   日本生物物理学会   生物物理編集地区委員   日本生物物理学会


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