生物物理学｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

生物物理学

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Biophysics

授業コード　Class code

9983122

科目番号　Course number

83BIBPH301

教員名

白石　充典

Instructor

Mitsunori Shiroishi

開講年度学期

2023年度前期

Year/Semester

2023 First Semester

曜日時限

火曜1限

Class hours

Tuesday, 1st Period

開講学科・専攻　Department

先進工学部　生命システム工学科

Department of Biological Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

ブレンド型授業（半数回以上を対面実施） Blended format(with 50%-or-more on-site classes)

概要　Description

現在の生命科学（とりわけ分子生物学）は、生命現象を物理化学的側面から解明しようという努力のもとで発展してきた。つまり生命科学と物理化学は密接に結びついている。本授業では、タンパク質、核酸、脂質などの生体高分子を分子レベルで研究する上で重要な物理化学の原理・手法について説明する。さらに創薬やタンパク質工学など生物物理学の応用についても解説する。

目的　Objectives

「自然・人間・社会とこれらの調和的発展のための科学と技術の創造」という教育理念と、「豊かな人間性・創造力と国際性を兼ね備え、多面的かつ新しい視点を持って科学技術の発展に貢献できる人材の育成」という教育目標に沿って、生命科学の発展に寄与してきた物理化学的手法と、生体関連物質の働きについて物理化学的視点から得られる情報について学習する｡

到達目標　Outcomes

タンパク質、核酸、脂質などの生体関連分子を分析するために使われる物理化学的原理について理解し、説明できるようになる。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

専門基礎力(知識、技能)/専門応用力(知識、技能、創造力)

履修上の注意　Course notes prerequisites

生物分析化学を履修していることを前提として授業を進める。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

小テストの実施　Quiz type test／-

-

準備学習・復習　Preparation and review

各回の講義内容を４時間程度復習すること（参考書などを利用して授業内容に関する知識を深めておくこと）。

成績評価方法　Performance grading policy

期末試験、小テスト，　小レポート、授業態度を総合して評価する

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

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MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

講義資料をLETUSに掲載する。各自ダウンロードして使用すること。

なお以下の書籍を参考書として挙げる。
「バイオサイエンスのための物理化学　第５版」Tinocoら著（東京化学同人）9784807908806
「生物物理化学」クーパー著（化学同人）9784759815627
「やさしい原理からはいるタンパク質科学実験法②「タンパク質をみる」」長谷ら著（化学同人）9784759811636
「膜タンパク質の構造最前線」岩田想ら著（化学同人）9784759815610
「エッセンシャル　タンパク質工学」老川典夫ら著（講談社）9784061538993

授業計画　Class plan

授業に関する最新の情報はLETUSに掲示しますので，LETUSをこまめに確認してください。

【授業内容】
１，イントロダクション
　生物物理学とはどのような学問か解説する。
2,　生命科学の発展と物理化学の役割，生体分子の物理化学的性質
　生命科学の発展における物理化学の役割について解説する。アミノ酸、タンパク質、核酸、糖類、脂質、水など生体を構成する重要な分子に関する物理化学的性質について理解する。
3，自由エネルギーと化学平衡
　化学平衡、平衡定数、自由エネルギーの生化学への応用について学ぶ
4，生命科学における統計力学の基礎
　スキャッチャードプロット、ラングミュアの吸着等温式、ヒルプロットといった生体分子の相互作用を理解する上で重要な物理学について学ぶ
5，生体分子間相互作用の基礎
　生体分子間相互作用に関わる原子の相互作用とエネルギーについて学ぶ
6，生体分子の熱力学的性質（１）
　タンパク質、DNA、脂質など生体分子の熱力学的安定性について理解する。またそれらの安定性を解析する方法について学ぶ
7，生体分子の熱力学的性質（２）
　生体分子間相互作用の熱力学的解釈について理解する。また相互作用を熱力学的に解析する方法について理解する。
8，生体分子の反応速度論
　生体高分子の反応速度論の基礎を理解する。活性化エネルギー、遷移状態論について理解する。表面プラスモン共鳴法による速度論的解析について学ぶ。
9，分光学
　円偏光二色性、振動分光法（赤外分光とラマン分光）による生体分子の解析について理解する
10，生体高分子の構造解析概論
　 X線結晶構造解析、核磁気共鳴、クライオ電子顕微鏡、溶液散乱など、生体高分子の立体構造を解明する手法について、それぞれの特徴を概説する。
１1，生体膜の物理化学的性質と膜タンパク質
　脂質、生体膜および膜タンパク質の物理化学的性質について学ぶ
１2，生物物理化学と創薬
　創薬の現場で活用される物理化学的解析手法について解説する
１３，タンパク質工学とバイオ医薬品
　バイオ医薬品の発展に対するタンパク質工学の貢献，および今後の展望について解説する。
１４，膜タンパク質と創薬
　 Gタンパク質共役型受容体の構造と機能、および創薬技術について概説する。
１５，講義内容のまとめと確認（期末試験）

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

海外研究機関、国内研究機関での研究員の経験を活かして生物物理学に関する講義を行う。

教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks

所定の期間在学し、「自然・人間・社会とこれらの調和的発展のための科学と技術の創造」という教育理念と、「豊かな人間性・創造力と国際性を兼ね備え、多面的かつ新しい視点を持って科学技術の発展に貢献できる人材の育成」という教育目標に沿って編成された授業科目を履修して、所定の単位を修得した学生に対して修了を認定し、学士(工学)の学位を授与する。