後期 木曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 髙橋 聡. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SCH-BIC221E. 使用言語/Language Used in Course: 英語.
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Laboratory of Biological and Molecular Dynamics
多元物質科学研究所 生命分子ダイナミクス
生命の分子デザイン・生物におけるエネルギー変換
The Molecular Design of Life and Biological Energy Transduction
分子レベルにおける生命現象を学ぶことで、生化学、分子生物学、生物物理学などの学問分野を理解すること を目指します。
生化学のテキストとして世界的な定評のあるストライヤー生化学(原書)を基に講義を進めます。 教科書の通読を必要とする宿題を毎回課し、採点して返却します。過度な暗記は要求せず、教科書のどこになにが書いてあるかを覚え、必要な時にいつでも確かめる態度を持つことを目指します。
本講義において学生は以下の主要トピックを学びます。
1.糖、脂質の構造と性質
2.生体膜および膜タンパク質の構造と性質
3.生物におけるエネルギー変換
本講義の使用言語は英語です。英語にて学ぶ意欲のある日本人学生の受講も歓迎します。
To learn the biological phenomena at the molecular level and to gain a deeper understanding of biochemistry, molecular biology and biophysics.
Students will learn:
1. Structures and properties of sugars and lipids,
2. Structures and properties of biological membranes,
3. Biological energy transduction.
It is desirable to consistently attend the discussions in Biochemistry IIA concerning the DNA and RNA synthesis and metabolism of biomolecules.
糖、脂質、膜、膜タンパク質の構造と特性、生物におけるエネルギー転換を学び、様々な生命現象を理解するための基礎を身につける。分子の化学的性質、タンパク質構造と熱力学を基に現象を理解する。
Students will gain an understanding of the functions of sugars, polysaccharides, lipids and membranes on the basis of their structures and thermodynamics. In addition, students will understand the process in which glucose is converted into ATP as energy currency.
1回目 炭水化物 I (単糖の構造と特性:化学知識を基に命名法と特性を理解しよう)
2回目 炭水化物 II (多糖の構造と特性、糖タンパク質:タミフルはなぜ効くか?)
3回目 脂質と細胞膜 I (脂肪酸、脂質の構造と特性、脂質二重膜:膜の透過性はなにで決まるか?)
4回目 脂質と細胞膜 II (膜タンパク質の構造と特性:細胞内取り込み過程のダイナミクス)
5回目 チャネルとポンプ I (P型ATPase、ABCトランスポーター:熱力学を基に正しく膜電位を理解しよう)
6回目 チャネルとポンプ II (電位依存型イオンチャンネルによる神経伝達:Na+とK+をどうやって見分けるか?)
7回目 信号伝達経路 (GPCRとEGDF:抗乳がん医薬品Herceptinはどのように開発されたか?)
中間テスト
8回目 代謝のコンセプト (代謝の熱力学的考察:ATP、NADH、CoAなどの重要分子はなぜか全て核酸である)
9回目 解糖と糖新生 I (解糖:グルコースからピルビン酸への転換は驚くほど無駄なくデザインされている)
10回目 解糖と糖新生 II (糖新生、解糖と糖新生の制御:がん細胞のpHが低いのはなぜか?)
11回目 クエン酸回路 (ピルビン酸脱水素酵素、クエン酸回路:クレブスのお弟子さんだった田宮信雄先生)
12回目 酸化的リン酸化 I (電子伝達系:シトクロム酸化酵素の発見から構造決定まで)
13回目 酸化的リン酸化 II (プロトンポンプとATPase:化学浸透圧説に生涯をかけたミッチェル)
最終テスト
14回目 エピローグ (ワールブルグ、メヤホフ、クレブスの生涯)
1st lecture Carbohydrates I
2nd lecture Carbohydrates II
3rd lecture Lipids and cell membranes I
4th lecture Lipids and cell membranes II
5th lecture Membrane Channels and Pumps I
6th lecture Membrane Channels and Pumps II
7th lecture Signal Transduction Pathways
Mid term test
8th lecture Metabolism: Basic concepts and Design
9th lecture Glycolysis and Glugoneogengesis I
10th lecture Glycolysis and Glugoneogengesis II
11th lecture The Citric Acid Cycle
12th lecture Oxidative Phospholylation I
13th lecture Oxidative Phospholylation II
FInal test
14th lecture Epilogue: Lives of Warburg, Mayerhoff and Krebs
試験結果と出席などを考慮します。
The results of examinations and attendance will be taken into consideration for evaluation.
Berg, Tymoczko, Gatto and Stryer, Biochemistry, 9th edition (WH Freeman). The lectures will cover chapters 10 to 18 of the textbook.
Berg, Tymoczko, Gatto and Stryer, Biochemistry, 9th edition (WH Freeman). The lectures will cover chapters 10 to 18 of the textbook.
学生は毎週宿題を提出することが求められます。宿題の解答には授業範囲の教科書を読むことが必要です。
Students will be asked to submit homework every week.
The contact address of Satoshi Takahashi is as follows:
IMRAM, east building 1 in Katahira campus, room 208.
Email: satoshi.takahashi.a6@tohoku.ac.jp
Students are welcomed to visit my office. Please make an appointment by email.