理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
BLS500Y2(生物科学 / Biological science 500)生体分子設計特論Molecular Design
養王田 正文、野口 恵一、黒田 裕、篠原 恭介Masafumi YOODA, Keiichi NOGUCHI, Yutaka KURODA, Kyosuke SHINOHARA
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2023 |
授業コードClass code | YD010 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 秋学期集中/Intensive(Fall) |
曜日・時限Day/Period | 集中・その他/intensive・other courses |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 小金井 |
教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | 2 |
備考(履修条件等)Notes | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
カテゴリーCategory | 生命機能学専攻 |
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Outline (in English)
Protein is the most important functional molecule in living organisms. The diverse and highly efficient functions of life are obtained by the advanced functions of various proteins. Proteins are produced as "strings" consisting of 20 types of amino acids connected in a linear fashion, and gain their function by forming a complex tertiary structure by folding. In order to achieve the purpose of biotechnology of imitating life and utilizing its ability, it is necessary to establish a technology for designing and producing a protein having a desired function. In this lecture, lectures will be given on the fundamentals of protein design, including the relationship between protein function and structure, folding mechanism, protein structural stability and motility, aggregation, intermolecular interaction, and three-dimensional structure analysis.
The students are requested to study the lecture materials that will be provided beforehand. Each teacher will give a theme for report assignment. Grades will be determined by the evaluation of the reports.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
タンパク質は生体における最も重要な機能分子である。生命の多様で高効率な機能は、様々なタンパク質の高度な機能により獲得されたものである。タンパク質は20種類のアミノ酸が直鎖状につながった“ひも”として生成され、フォールディングにより複雑な三次構造を形成することで、機能を獲得する。生命を模倣しその能力を利用という生命工学の目的を達成するには、目的の機能を有するタンパク質を設計・生産する技術の確立が必要である。本講義では、タンパク質の機能と構造の関係、フォールディング機構、タンパク質の構造安定性・運動性、凝集、分子間相互作用、立体構造解析など、タンパク質設計の基盤に関する講義を行う。
到達目標Goal
タンパク質の配列から高次構造解析、構造形成の原理、構造予測の基礎を習得し、分子設計の基盤を理解する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
始めに蛋白質立体構造の物性に関する基礎的な概念を講義し、その後、蛋白質立体構造解析の王道であるX線結晶構造解析、多量体構造解析、翻訳後修飾の解析などを学ぶ。後半では、蛋白質のフォールディングと安定性、蛋白質の溶解性と凝集の物理化学学的及び生物学的背景、分子シャペロンによるフォールディング制御と疾病との関係等に学ぶ。一連の講義を通じて、蛋白質分子設計の基盤を理解できるようになる。
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching:対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]:蛋白質立体構造の基礎1
蛋白質立体構造とその重要性について学習する.
担当 野口
2[対面/face to face]:蛋白質立体構造の基礎2
代表的な超二次構造(モチーフ)、ドメイン構造、三次構造を中心に蛋白質の立体構造の特徴について学習する.
担当 野口
3[対面/face to face]:蛋白質立体構造の解析1
蛋白質の立体構造解析に必要な結晶化とX線構造解析の原理について学習する.
担当 野口
4[対面/face to face]:蛋白質立体構造の解析2
X線結晶構造解析の実際について実例に基づき学習する.
担当 野口
5[対面/face to face]:蛋白質科学の基礎的概念1
蛋白質の立体構造、物性、など蛋白質科学の基礎的概念について学習する
担当 黒田
6[対面/face to face]:蛋白質科学の基礎的概念2
アミノ酸配列から立体構造を予測する方法について学習する
担当 黒田
7[対面/face to face]:蛋白質の安定性と凝集
蛋白質の熱力学的安定性及び凝集の物理化学について学習する
担当 黒田
8[対面/face to face]:蛋白質の凝集とその生物学的影響
蛋白質の凝集の生物学的影響を担当者の最近の研究から学習する
担当 黒田
9[対面/face to face]:蛋白質のミスフォールディングと疾病
蛋白質のミスフォールディングとそれに起因する疾病について学習する.
担当 篠原
10[対面/face to face]:動く繊毛の機能
動く繊毛の機能を例にからだの中の繊毛の機能について学習する.
担当 篠原
11[対面/face to face]:動かないセンサー繊毛の機能
動かないセンサー繊毛の機能を例にからだの中の繊毛の機能について学習する.
担当 篠原
12[対面/face to face]:蛋白質分子設計の実際1
医薬品開発における蛋白質分子設計について学習する.
担当 養王田
13[対面/face to face]:蛋白質分子設計の実際2
研究及び酵素工業利用における蛋白質分子設計について学習する.
担当 養王田
14[対面/face to face]:分子シャペロンの機能
細胞内における蛋白質フォールディングを司る分子シャペロンの機能について学習する。
担当 養王田
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
予習のために事前に講義資料を配布する。4時間程度予習を行うこと。講義時間中にレポート課題を出すので、4時間程度復習の上、レポートを提出すること。
テキスト(教科書)Textbooks
授業中に適宜紹介
参考書References
授業中に適宜紹介
成績評価の方法と基準Grading criteria
講義中の質疑応答(40%)、レポート(60%)で総合的に評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし
その他の重要事項Others
特になし