| 英文名 | Molecular BiophysicsⅡ | |
|---|---|---|
| 科目概要 | 物理学科 ３年 ３群科目 A選択 ２単位 後期 15 コマ 講義 週1コマ 化学科 ３年 ３群科目 B選択 ２単位 後期 15 コマ 講義 週1コマ 生物科学科 ３年 ３群科目 選択 ２単位 後期 15 コマ 講義 週1コマ | |
| 科目責任者 | 猿渡 茂 | |
| 担当者 | 猿渡 茂 | |
| 備考 | 科目ナンバリング：SP301-PB33 科目ナンバリング：SC301-Ph33 科目ナンバリング：SB301-Ph32 | |
生物物理学Ⅰを引き継ぐ形で、分子レベルにおける生命現象の担い手である生体高分子の構造と機能がどのような物理法則に基づいているかを理解する。
生命科学における“ 素粒子” であるタンパク質を主な題材としてその構造及びその基になっている物性を熱力学の観点から考察する。
それぞれの回ごとに、なるべく歴史的経緯を含めて講義する。人物の姿等はAV 機器により表示するが、教科書にない図表等はプリントとして配布する。
| 回 | 項目 | 内容 | 担当者 |
|---|---|---|---|
| 1 | 序論 | 「生物物理学」という本が少ないのはどうしてか？ 「宇宙生物学」と「地球生物学」 | 猿渡 茂 |
| 2 | アンフィンゼン・ドグマとレビンサール・パラドックス | タンパク質の立体構造は階層性があり、自発的かつ極めて迅速につくられる。 | 猿渡 茂 |
| 3 | 立体構造エネルギー | 高次構造の安定性は分子間力で説明できる。 | 猿渡 茂 |
| 4 | タンパク質の動的構造 | 分子動力学によるタンパク質の物性予測、立体構造予測 | 猿渡 茂 |
| 5 | タンパク質立体構造のための分光学(1) | 円偏光２色性（CD）、旋光分散との関係、２次構造に固有なCD | 猿渡 茂 |
| 6 | タンパク質立体構造のための分光学(2) | フーリエ変換分光、核磁気共鳴（NMR）、化学シフト、核オーバーハウザー効果（NOE） | 猿渡 茂 |
| 7 | タンパク質の立体構造決定 | 多次元NMR は木（水素原子核）から森（タンパク質分子）を見る。 | 猿渡 茂 |
| 8 | 水の特性と執力学 | 化学執力学復習、ATP 分解の自由エネルギー | 猿渡 茂 |
| 9 | タンパク質変性の現象論 | タンパク質は温度を下げても変性する。 | 猿渡 茂 |
| 10 | タンパク質変性の分子論（１） | 溶媒接触表面積、Tanford モデル、モルテングロビュール状態 | 猿渡 茂 |
| 11 | タンパク質変性の分子論（２） | 水はタンパク質を不安定にする。大井－大畠モデル | 猿渡 茂 |
| 12 | タンパク質の安定化戦略 | 変性剤、安定化剤、移相エネルギー、タンパク質変性の速度論 | 猿渡 茂 |
| 13 | 生命の生き残り戦略 | Darwin 系と地球の共進化、分子進化実験、擬種、コドンの起源と熱力学的安定性 | 猿渡 茂 |
| 14 | 構成的生物学 | 複製系の普遍的性質、進化揺動応答関係 | 猿渡 茂 |
| 15 | まとめ | 全体の確認と復習 | 猿渡 茂 |
原子（団）レベルでのタンパク質のイメージを描けるようになる。その背後にある物理概念を習得できるようになる。
レポート等（30%）及び期末試験により総合的に判断する。
【授業時間外に必要な学習時間：大学設置基準により1 コマあたり4 時間の講義時間外学習が要請されています。】
物理学科、化学科は必修の講義で熱力学を学んでいるので復習しておくこと。生物科学科は1 年次の選択科目「化学熱力学」を履修していることが望ましい。
（なし）
生物物理学Ⅰ、生物システム学演習Ⅰ、生物物理化学
次回の講義時にレポート課題の解説を行い講評をフィードバックする。
| 種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
|---|---|---|---|
| 教科書 | 生命と物質―生物物理学入門 オンデマンド版 | 永山 國昭 | 東京大学出版会 |
| 参考書 | 生命の起源と進化の物理学 | 伏見 譲編 | 共立出版 |
| 参考書 | バイオサイエンスのための物理化学 第5 版 | Tinico・Sauer・Wang 他 | 東京化学同人 |
| 参考書 | 普遍生物学―物理に宿る生命、生命の紡ぐ物理 | 金子邦彦 | 東京大学出版会 |