授業科目名	構造生物学
時間割番号	LBT318
担当教員名	大山　拓次
開講学期・曜日・時限	後期・火・I	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
タンパク質、核酸の化学構造、立体構造を理解する。構造生物学の概要、意義、手法を理解する。構造解析に必要なタンパク質の発現、精製性、結晶化の理論と実践を理解する。結晶化、結晶によるX線回折、結晶構造解析法の理論と実践を理解する。タンパク質の構造機能相関を理解する。構造生物学論文を読解し、ディスカッション、プレゼンテーションを行えるスキルを身に付ける。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
生命環境学部>生命工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   BT-A 専門 知識 生命工学分野全般にわたる基礎知識に基づいた専門知識を修得している。 ◎ BT-B 共通 教養 多様な知識の獲得 単位を取得した教養教育科目の概要と、重要な基礎的事項を説明できる。 ○ 生命環境学部>地域食物科学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   FS-A 共通 教養 多様な知識の獲得 単位を取得した教養教育科目の概要と、重要な基礎的事項を説明できる。 ◎
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 BT FS 1 タンパク質を主とする生体高分子の構造機能相関を説明できること。 BT-B FS-A 2 構造生物学の意義、結晶構造解析の理論、タンパク質の構造機能相関を説明できること。 BT-B FS-A 3 構造解析論文の読解、プレゼンテーション、ディスカッションができること。 BT-A FS-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 40% 小テスト、レポート、試験（中間期、期末期）を通して目標達成度を評価する。 2 40% 小テスト、レポート、試験（中間期、期末期）を通して目標達成度を評価する。 3 20% 授業におけるプレゼンテーション（発表）、ディスカッション（質疑）を通して目標達成度を評価する。 合計 100%
＜授業の方法＞
面接授業を中心とする。感染症拡大状況に応じてライブ型との併用（ハイフレックス型）あるいはライブ型で行う。授業情報は適宜CNSで通知する。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
構造生物学は20世紀後半にできあがった比較的新しい生物学の分野であり、生化学の一分野である。タンパク質、核酸の結晶構造データの集積は18万件を超えており、その成果は、細胞生物学、微生物学、生理学、分子生物学などの分野にも大きな影響を与えている。例えば、植物の光合成の構造生物学的研究では、光合成明反応の分子メカニズムが、生物というより化学のレベルで理解されつつある。酵素の研究では、酵素の立体構造を前提条件となっている。ここでは、このような構造生物学の入門的講義をおこなう。
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
G.A ペツコ　　D．リンゲ　著　横山茂之　監訳, タンパク質の構造と機能, メディカル・サイエンス・インターナショナル, ISBN:4-89592-422-X 倉光成紀 ，杉山政則 　編集, 構造生物学―ポストゲノム時代のタンパク質研究, 共立出版（株）, ISBN:4320056493 樋口芳樹，中川敦史, 構造生物学 ―原子構造からみた生命現象の営み―, 共立出版（株）, ISBN:4320057015
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 序論 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 本講義の概要を学ぶ。授業後に小テストを行う。 2 タイトル 構造生物学とは 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 構造生物学の意義を学ぶ。授業後に小テストを行う。 3 タイトル タンパク質立体構造の基礎 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質立体構造の基礎（1次構造、2次構造、3次構造、4次構造）を学ぶ。授業後に小テストを行う。 4 タイトル タンパク質の精製 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質の精製について学ぶ。天然タンパク質の抽出および精製法を学ぶ。組換えタンパク質の調製方法を学ぶ。授業後に小テストを行う。 5 タイトル タンパク質の結晶化 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質の結晶化について理論および実践を学ぶ。授業後に小テストを行う。 6 タイトル タンパク質結晶の対称 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および中間テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質結晶の対称について学ぶ。有機・無機低分子化合物結晶との違いを学ぶ。１～6回の授業の理解度を評価する中間テストを行う。 7 タイトル X線回折の理論１ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 X線回折の理論を学ぶ。タンパク質結晶にX線を照射した時の散乱と回折の違い、および回折条件を一義的に説明できる方程式を学ぶ。授業後に小テストを行う。 8 タイトル X線回折の理論２ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 X線回折点の指数付の法則、回折点が観測できる条件、回折点と結晶構造（電子密度）を関連付けるフーリエ変換を学ぶ。授業後に小テストを行う。 9 タイトル 結晶構造決定法１ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 結晶構造を決定する主な方法のうち、重原子同型置換法、異常分散法について学ぶ。授業後に小テストを行う。 10 タイトル 結晶構造決定法２ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 結晶構造を決定する主な方法のうち、分子置換法、電子密度改良法について学ぶ。授業後に小テストを行う。 11 タイトル 結晶構造解析今昔物語 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 結晶構造解析を取り巻くハードウエアおよびソフトウエアの変遷を学ぶ。授業後に小テストを行う。 12 タイトル タンパク質の構造機能相関１ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質の構造機能相関について、DNA複製および修復タンパク質を例として学ぶ。それに関連した英語学術論文の読み方を学ぶ。授業終了後に小テストを行う。 13 タイトル タンパク質の構造機能相関２ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 タンパク質の構造機能相関について、核内受容体を例として学ぶ。創薬における立体構造情報の重要性を学ぶ。それに関連した英語学術論文の読み方を学ぶ。授業終了後に小テストを行う。 14 タイトル タンパク質の構造機能相関３ 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。学術論文の抄録プレゼンテーションを作成する。授業および小テストの内容に基づいて復習をする。 授業内容 第12、13回で配布した学術論文の抄録プレゼンテーションを行う。それらに基づいてディスカッションを行う。 15 タイトル 総括 事前学習 事後学習 事前配布資料で予習をする。授業内容、期末テストに基づいて復習をする。 授業内容 総括を行う、期末テストを受験する。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜実務経験のある教員による授業科目の概要＞
結晶構造解析を中心とした構造生物学的研究に従事して博士の学位を取得後、株式会社（後技術研究組合）生物分子工学研究所にて、ポスドク・研究員を経て主任研究員としてDNA複製や細胞表面受容体の構造機能解析研究に従事した。基礎研究を軸としつつ、NEDOプロジェクト、JBicプロジェクト等に参加することで、アウトプット（実用）を意識して研究を立案し、その目標にしたがって実施するという経験を得た。その後、大阪大学、山梨大学では研究員および教員として、構造生物学が生命の神秘を科学的に理解するために留まらず、医薬学・農工業にも応用されうる魅力ある学問であることを伝え続けている。
＜備考＞
(未登録)