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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、コンピュータグラフィックスに基づく分子ビューアーを通して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 分子間力とタンパク質の階層構造（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
3 タンパク質の二次構造（A-3）
【事前学習】タンパク質の二次構造について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の二次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 課題研究：かたちと機能の関係１（A-3）
【事前学習】物質の「かたち」と「機能」の関係について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】物質の「かたち」と「機能」の関係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】課題研究
5 タンパク質の三次構造と四次構造（A-3）
【事前学習】タンパク質の三次構造と四次構造について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の三次構造と四次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
6 タンパク質の翻訳後修飾、繊維状タンパク質（A-3）
【事前学習】タンパク質の翻訳後修飾について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質の翻訳後修飾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 タンパク質の構造解析手法（実験）と熱力学（A-3）
【事前学習】タンパク質の構造解析手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手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
8 タンパク質のダイナミクスと天然変性タンパク質（A-3）
【事前学習】タンパク質のダイナミクスについて調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】タンパク質のダイナミクス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 課題研究：かたちと機能の関係２（A-3）
【事前学習】物質の「かたち」と「機能」の関係について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】物質の「かたち」と「機能」の関係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、課題研究
10 酵素タンパク質の立体構造と機能（A-3）
【事前学習】酵素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】酵素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、課題研究
11 生命科学と構造生物学1（A-3、A-4、A-8）
【事前学習】生命科学と構造生物学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生命科学と構造生物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、課題研究
12 生命科学と構造生物学2（A-3、A-4、A-8）
【事前学習】生命科学と構造生物学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生命科学と構造生物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、課題研究
13 生命科学と構造生物学3（A-3、A-4、A-8）
【事前学習】生命科学と構造生物学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生命科学と構造生物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、課題研究
14 生命科学と構造生物学4（A-3、A-4、A-8）
【事前学習】生命科学と構造生物学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生命科学と構造生物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、課題研究
15 生命科学と構造生物学5（A-3、A-4、A-8）
【事前学習】生命科学と構造生物学の関係性について調査しておく（A-4）。 （2時間）
【事後学習】生命科学と構造生物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、課題研究
その他
教科書 PDF資料を随時配布する。
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 (著), Nir Ben-Tal (著), Introduction to Proteins: Structure, Function, and Motion, Chapman and Hall/CRC, 2018, 2nd edition
Arthur M. Lesk (著), Introduction to Protein Architecture: The Structural Biology of Proteins , Oxford Univ Press, 2001, 1 edition
成績評価の方法及び基準 レポート(60%)、授業参画度(40%)
・2回の研究課題と各回のリアクションペーパーで成績評価を行う。
・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）。
・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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