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構造生物学

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令和２年度以降入学者 構造生物学
教員名 黒田大祐
単位数    2 学年    3 開講区分 文理学部
科目群 生命科学科
学期 後期 履修区分 選択
授業形態 対面授業
授業の形態 対面授業を基本とする。状況に応じてオンライン授業および課題研究を組み合わせて行う。
授業概要 本講義では、生体高分子の構造について解説し、その構造が生命機能に及ぼす重要性について説明する。その中で、実際に分子模型等を利用し生体高分子の構造を深く考察することで、生命活動におけるそれら生体高分子の構造と機能の関わりについて理解を深める。
授業のねらい・到達目標 （知識）
１.生体高分子の持つ構造について十分に理解し、説明できる（A-3-3、A-4-3）。
２.生体高分子の構造と機能の関わりについて理解し、説明できる（A-3-3、A-4-3)。

（能力）
この科目は文理学部生命科学科（学士（理学））のディプロマポリシーDP3、4、8及びカリキュラムポリシーCP3、4、8に対応している。
３.物事を既存の知識にとらわれることなく、科学的根拠に基づいて論理的・批判的に考察し、説明することができる（DP3-3）。
４.日常生活における現象に潜む科学的問題を見出し、専門的知識に基づいて解決策を提案できる（DP4-3）。
５.学修状況を自己分析し、その成果を評価することができる（DP8-3）。
各回の授業・事前学習・事後学習を通して、日本大学教育憲章にある以下の能力を身につけることを目標とする。
A-3（DP3・CP3）：論理的・批判的思考力
A-4（DP4・CP4）：問題発見・解決力
A-8（DP8・CP8）：省察力
授業の形式 講義
授業の方法 教材の基本事項を説明し、生体分子の構造をコンピュータを使って適宜可視化することで基礎・理論の定着を図る。Google Colaboratoryを用いた演習/解説も紹介するため、ノートパソコンの持参を推奨する。ノートパソコンを持っていない場合は、学科共有パソコンを授業時間内に限り、貸し出すことができる。

体調不良などで出席停止となった場合、CanvasLMSやzoomなどのオンラインツールを用いて課題の提出と質問対応を行う。
授業計画
1 ガイダンス。授業のテーマや達成目標および授業の方法について説明する。本講義で理解すべき知識についてしっかりと認識する。
【事前学習】生体高分子の構造について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生体高分子の構造と機能の関連性について十分に復習をしておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
2 生体分子の立体構造を形成する力、アミノ酸の構造と性質（A-3）。
【事前学習】天然アミノ酸および化学結合について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生体分子の立体構造を形成する力について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
3 生体分子の立体構造１　一次構造、二次構造、三次構造、四次構造（A-3）。
【事前学習】タンパク質の階層構造について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の階層構造について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
4 生体分子の立体構造2　タンパク質の折り畳みと物性・機能、その解析法（A-3）。
【事前学習】タンパク質の折り畳み（フォールディング）について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の折り畳み（フォールディング）について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
5 生体分子の立体構造3　セントラルドグマに関わる分子の立体構造と機能（A-3）。
【事前学習】DNAとRNAの違いについて調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】セントラルドグマに関わる分子の構造と機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
6 生体分子の立体構造4　分子モーターの立体構造と機能（A-3）。
【事前学習】分子モーターについて調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】分子モーターの構造と機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
7 生体分子の立体構造5　酵素の立体構造と機能（A-3）。
【事前学習】酵素の種類や機能について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】酵素の構造と機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
8 生体分子の立体構造6　免疫系に関わる分子の立体構造と機能（A-3）。
【事前学習】免疫系に関わる分子について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】免疫系に関わる分子の構造と機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
9 生体分子の立体構造7　感染症に関わる分子の立体構造と機能（A-3）。
【事前学習】感染症に関わる分子について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】感染症に関わる分子の構造と機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
10 生体分子の立体構造8　膜タンパク質、タンパク質複合体（A-3）。
【事前学習】膜タンパク質の種類や機能について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】膜タンパク質の構造や機能について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
11 タンパク質の立体構造解析１　X線結晶構造解析（A-3）。
【事前学習】タンパク質の構造解析に用いるX線結晶構造解析法について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の構造解析に用いるX線結晶構造解析法について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
12 タンパク質の立体構造解析２ 　NMR、分子シミュレーション（A-3）。
【事前学習】タンパク質の構造解析に用いるNMR法について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の構造解析に用いるNMR法およびについて十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
13 タンパク質の立体構造解析３　クライオ電子顕微鏡解析（A-3）。
【事前学習】タンパク質の構造解析に用いるクライオ電子顕微鏡解析について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の構造解析に用いるクライオ電子顕微鏡解析について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
14 構造生物学と情報科学
【事前学習】構造生物学と情報科学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】構造生物学と情報科学の関係性について十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
15 授業内試験とその解説、全体のまとめ（A-3、A-4、A-8）。
【事前学習】これまで学修した内容を十分に復習しておく（A-8）。 （2時間）
【事後学習】解説を踏まえ、友人等と積極的に議論し、正解できなかった問題に対し再確認を行う（A-8）。 （2時間）
【担当教員】黒田大祐
【授業形態】対面授業
その他
教科書 プリントを随時配布する。
参考書 （監訳）勝部 幸輝, 竹中 章郎, 福山 恵一, 松原 央 『タンパク質の構造入門』 ニュートンプレス 2000年 第2版
（監訳） 津本 浩平, 植田 正, 前仲 勝実  『Essentialタンパク質科学』 南江堂 2016年 第1版
Amit Kessel, Nir Ben-Tal, Introduction to Proteins: Structure, Function, and Motion, Chapman and Hall/CRC, 2018, 2nd edition
成績評価の方法及び基準 授業内テスト(80%)、授業参画度(20%)
・学期末に「授業内テスト」を行い、各回で学んだことを説明できるかどうかで評価する（A-3、A-4、A-8）。
・授業参画度は、毎回のリアクションペーパー（授業時間に学修した内容のまとめを記入）の内容、提出状況を評価する（A-3、A-8）。
・テストおよびリアクションペーパーについて、解説を行いフィードバックする。
・対面授業中に扱うノートパソコンでの演習内容は成績評価には含めない（課題研究は除く）。
オフィスアワー 本館５階（５０２）。随時（事前にアポイントをとること。アポイントの取り方については第一回のガイダンス時に説明する）。
Canvas LMSとメールを用いての質疑応答も行う。

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