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最終更新日:2026年4月20日

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生体構造ダイナミクス論I

生物物理学
 生命現象を駆動する根源的物質であるタンパク質に重点を置き、タンパク質の構造・物性・機能を、総合的に理解することを目標とする。
 特に、タンパク質はどのようにして立体構造を形成し、機能を発現するのかを解説する。また、タンパク質の物性や理論的研究、タンパク質と病気の関わり、タンパク質進化、および、医療・産業応用のためのタンパク質デザインについても解説する。タンパク質の理論的研究の中には、2024年にノーベル化学賞が授与されたタンパク質の構造予測ソフトウェアAlphaFold2や、タンパク質設計用ソフトウェアRosettaの解説などを含む。
 さらに、ウイルス感染のメカニズム、抗ウイルス薬やワクチン等の開発、および、近年の発展が著しい深層学習を用いたタンパク質設計法などについても概説する。
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
31D281-0410S
GAS-LS6C01L1
生体構造ダイナミクス論I
新井 宗仁
S1 S2
月曜5限
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講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
総合文化研究科
授業計画
1.生物物理学の課題 2.タンパク質のかたちと物性 (1)タンパク質の立体構造 (2)タンパク質に働く相互作用 (3)タンパク質の変性状態 (4)タンパク質の安定性 3.タンパク質のフォールディング機構 (1)フォールディング反応機構の概要 (2)シミュレーション (3)統計力学理論 (4)立体構造予測(バイオインフォマティクス) 4.タンパク質の機能 (1)タンパク質の揺らぎ (2)結合反応のメカニズム (3)抗体 (4)天然変性タンパク質 (5)触媒反応のメカニズム 5.タンパク質と病気の関わり (1)アミロイド (2)アレルギー (3)分子シャペロン (4)ウイルス感染 6.医薬品の開発 (1)医薬品の種類 (2)低分子医薬品 (3)タンパク質医薬品 (4)ワクチン 7.タンパク質の分子進化 (1)タンパク質はどのように進化してきたのか? (2)分子進化のメカニズム: 適応度地形 8.タンパク質のデザイン (1)タンパク質の経験的設計 (2)タンパク質の合理的設計 (3)最新研究の紹介
授業の方法
基本的にスライドを用いる。必要に応じて資料配布を行う。
成績評価方法
平常点およびレポート
教科書
特になし
参考書
藤博幸・他「タンパク質の立体構造入門――基礎から構造バイオインフォマティクスへ」(講談社) Petsko & Ringe(横山・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 Zuckerman(藤崎 他・訳)「生体分子の統計力学入門 」共立出版(タンパク質の理論的研究) レンネバーグ「バイオテクノロジーの教科書」(上・下)講談社ブルーバックス(産業・医療応用) 有坂文雄「蛋白質科学入門」裳華房(学部生にも容易) Williamson(津本 他・訳)「Essentialタンパク質科学」南江堂 後藤祐児(編)「タンパク質科学」化学同人 濱口浩三「蛋白質機能の分子論」学会出版センター(タンパク質物性に詳しい) 永山國昭「生命と物質」東京大学出版会(物理学的な色彩の濃い生物物理学入門) 笹井理生「蛋白質の柔らかなダイナミクス」培風館(タンパク質の理論的研究)
履修上の注意
・授業時間は90分であり、月曜5限の17:05~18:35に対面で開講する。 ・レポート課題の提出等には、UTOLを用いる。
その他
本講義の一部は、統合自然科学科3・4年生向け「生物物理学I」との合併講義である。