| 英文名 | Molecular BiophysicsⅠ | |
|---|---|---|
| 科目概要 | 物理学科 ３年 ３群科目 A選択 ２単位 前期 15 コマ 講義 週1コマ 火2限 生物科学科 ３年 ３群科目 B選択 ２単位 前期 15 コマ 講義 週1コマ 火2限 |
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| 科目責任者 | 小寺 義男 | |
| 担当者 | 小寺 義男、 松井 崇※ | |
| 備考 | 科目ナンバリング：SP301-PB31 科目ナンバリング：SB301-Ph31 |
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生物・生命を理解するためには、遺伝子、蛋白質を網羅的にとらえようとするゲノム・プロテオーム的な視点と、生体分子間の相互作用を分子オーダーで理解するための分子的視点、さらには、これらをもとに生物をシステムとして捉えるための生物システム学的な視点が必要である。本講義では、生物システムを解明するための物理学、化学、生物科学の基礎知識と実験技術を修得し、現象に対する的確な判断力を身に付けるための力を養うことを目的とする。
生物システムの主な担い手である蛋白質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？ということを解説する。また、最後に外部講師の講義を通して、生物システムの最先端に関する知見を広げる。
生物システムにおける蛋白質の働き、構造と機能、さらには複雑系（生体系）における他の分子との相互作用と生物システムの機能発現に関する授業を進める。
| 回 | 項目 | 内容 | 担当者 | 日時 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 序（生物システムとその担い手） | 生物システムとタンパク質 | 小寺 義男 |
4/14② |
| 2 | タンパク質分子とその機能 | 生物システムを理解するための２つの観点 | 小寺 義男 |
4/21② |
| 3 | 分子レベルの構造情報の取得 NMR（１） | NMRの基本原理、ボルツマン分布、ゼーマン相互作用、核スピン間の磁気的相互作用 | 小寺 義男 |
4/28② |
| 4 | 分子レベルの構造情報の取得 NMR（２） | NMRによるタンパク質の立体構造解析 | 小寺 義男 |
5/12② |
| 5 | タンパク質分析の概要 | 電気泳動と質量分析 | 小寺 義男 |
5/19② |
| 6 | 電気泳動によるタンパク質の分析 | 二次元電気泳動による比較解析 | 小寺 義男 |
5/26② |
| 7 | 質量分析計によるタンパク質の分析（１） | 質量分析計の仕組み。質量分析計によるタンパク質の分析 | 小寺 義男 |
6/2② |
| 8 | 質量分析計によるタンパク質の分析（２） | 質量分析計によるタンパク質の詳細分析 | 小寺 義男 |
6/9② |
| 9 | 質量分析計によるプロテオミクス | タンパク質の網羅的な解析 | 小寺 義男 |
6/16② |
| 10 | 細胞・生体高分子の物理化学 | 細胞や核酸、タンパク質を支配する物理化学的な概要と立体構造形成に関わる物性を理解する | 松井 崇 |
6/23② |
| 11 | タンパク質のエネルギーと運動 | タンパク質の機能と構造を物理学的に考える | 松井 崇 |
6/30② |
| 12 | X線結晶構造解析による生体高分子の立体構造解析 | X線による生体高分子の結晶構造解析を理解する | 松井 崇 |
7/7② |
| 13 | 電子顕微鏡による生体高分子の立体構造解析 | 電子顕微鏡による生体高分子の立体構造解析を理解する | 松井 崇 |
7/14② |
| 14 | タンパク質科学とAI | 近年急速に発展しているAIを活用したタンパク質科学研究について知る | 松井 崇 |
7/21② |
| 15 | まとめ | 全体の確認と復習 | 小寺 義男 |
7/28② |
生物システムの主な担い手である蛋白質について、立体構造、機能、複雑系における他分子との相互作用、振る舞いを理解するための基礎を習得する。
レポート課題（20%）および学期末試験（80%）の成績により総合的に評価する。なお、講義⽋席は減点する。
【授業時間外に必要な学習時間：１コマあたり 4 時間】
予習：事前に周知される講義概要を把握し、関連する内容について情報の収集や自身の意見・考察等をまとめておく。
復習：配布書類をもとに講義内容の復習とより深い理解に努め、提示された課題ならびに興味を持った点についてレポートにまとめる。
松井崇（企業にて研究・開発に従事）
企業での研究・開発経験をもとに、企業における学際的研究の取り組みについて解説する
生物物理学序論、生物システム学演習Ⅰ
・授業中に課題を出した場合、重要な部分について解説する。
・授業終了後にレポート課題を出し、以後の授業で議論する。
・関連研究の研究施設・実験の見学を呼びかけ、研究室での議論を行う。
| 種別 | 書名 | 著者・編者 | 発行所 |
|---|---|---|---|
| 教科書 | 配布プリント | ||
| 参考書 | Essential タンパク質科学 | Mike Williamson 著 津本浩平、植田 正、前仲勝実 監訳 |
南江堂 |
| 参考書 | 物理・化学・数理から理解する生命科学 | 東京大学生命科学教科書編集委員会 著 | 羊土社 |
| 参考書 | 数でとらえる細胞生物学 | Ron Milo, Rob Phillips 著 舟橋 啓 翻訳 |
羊土社 |