【生体分子構造学】 [物理学科 3群 必修 科目(配当年次: 第3学年 ) ]
[生物科学科 3群 B選択 科目(配当年次: 第3学年 ) ]
 
単  位:2単位 単位認定者: 米田茂隆 教員免許取得のための必修科目
授業期間: 前期  15コマ 科目分担者: 科目:教科に関する科目(中・高 理科)
授業形態: 講義  週1コマ 施行規則に定める科目区分:物理学
 
教育目標

物理学・化学の法則にしたがっておきる生体現象を理解するために、分子の構造と機能と反応を理解することが不可欠です。蛋白質と核酸の構造に関して原子レベルでの基礎的概念を理解して、生命の素過程の把握のための基礎を築きます。

教育内容

蛋白質と核酸がどのような化学構造、立体構造なのか?どのような物理化学的な性質をもっているのか?さらに、どのようにして巨大な蛋白質構造が作られているか?その相互作用はどのようなものなのか?ということを解説します。

教育方法

蛋白質の構造と機能に関する講義を進めるとともに、分子グラフィックスPyMolを利用します。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

タンパク質立体構造データベース

米田

情報科学演習室でタンパク質立体構造データベースPDBとViperDBを利用する。

2回

分子グラフィックスPyMol

米田

情報科学演習室で分子グラフィックスPyMolの使用法を学習する。

3回

生命とは何か?

米田

触媒、鍵と鍵穴、セントラルドグマ、アミノ酸の性質、ペプチド結合

4回

タンパク質の原子間相互作用

米田

水素結合、疎水結合、静電結合、アミノ酸の化学構造、光学対称性

5回

タンパク質の2次構造

米田

ヘリックス、ストランド、シート、ターン、スイスロールバレル

6回

原子間相互作用と原子運動の計算

米田

エネルギー関数、分子動力学シミュレーション、エネルギー極小化計算

7回

PyMolとPython

米田

情報科学演習室でプログラム言語Pythonの基本を学習する。

8回

PyMolの応用

米田

情報科学演習室でセリンプロテアーゼを例にPyMolの応用を学ぶ。

9回

ウイルス

米田

X線解析、電子顕微鏡、ウイルス構造決定の歴史

10回

ウイルス粒子

米田

外殻蛋白質、内部核酸遺伝子、正20面体対称性、紙モデルの作成

11回

正20面体ウイルスの構造

米田

情報科学演習室でPyMolを用いて、ウイルス構造を描画する。

12回

準等価仮説

米田

準等価仮説、Tナンバー、キャプソメア

13回

巨大ウイルス粒子

米田

HIV外殻タンパク質

14回

口蹄疫ウイルス、B型肝炎ウイルス

米田

キャニオン仮説、ポケット因子、インテグリン結合部位、スパイク、自己集合促進薬

15回

まとめ

米田

全体の確認と復習

 
到達目標

立体構造から生命を理解する基礎を築くとともに、蛋白質の画像表示、操作、解析が自由自在に行えるようになることを目標とします。

評価基準

試験、レポート等により総合的に評価します。

準備学習
(予習・復習)

配布プリントを読んでおくとともに、与えられたレポートを作成して提出します。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 配布プリント
参考書 (なし)