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本講義では、酵素反応の基本的なメカニズムを理解し、主要な代謝経路とその調節機構を知ることを目的とする。主に、糖と脂質の代謝からエネルギー(ATP)産生に至る代謝経路と作用機構、細胞活動やエネルギーの貯蔵のための生体高分子の生合成の機構を概説する。また、代謝反応の生理的な調整機構を概説する。
This lecture aims to understand the basic molecular mechanisms of major metabolic processes and their regulatory mechanisms. This lecture provides explanations about the metabolic processes and action mechanisms form carbohydrate and lipid metabolism to energy (ATP) production and the biosynthesis of biomolecules for cell activity and energy storage. This lecture is also given on the physiological regulation of the metabolic processes.
前期の生物化学概論と連携する講義として、動物細胞の基本的な代謝経路を解説する。個体、細胞レベルでグルコースや脂質等をエネルギーへと変換し、また他の物質へ生合成する分子機構を理解する。また、これらの物質の変換等を通して細胞や生体がどのように様々な環境や刺激に応答しているかを紹介する。基礎的な知識の習得と共に現在の細胞生物学研究の展開を学ぶことも目的とする。
This lecture cooperates with the lecture "Basic biology and biochemistry" in the previous term, and aims to understand the basic molecular mechanisms of metabolism and to learn current cell biology research. This lecture will talk about the metabolic pathways of animal cells including carbohydrate metabolism, citric acid cycle, mitochondrial electron transport system, oxidative phosphorylation and lipid metabolism. This lecture will also talk about how cell responds to various environmental stimuli and control the metabolic systems.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
バイオテクノロジーの基礎的知識として、糖質、核酸などの生体分子、生体膜ならびに代謝反応に関連する基礎的事項を習得することを目的とする。
２．概要
糖質、脂質と生体膜、代謝とエネルギー、解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路について、それらの構造、機能、および反応生物化学的基礎を中心に学習する。
３．達成目標等
・糖質、脂質などの生体分子の種類、構造を理解し、書けること。
・生体膜の構成要素、構造、機能を理解し説明できること。
・代謝反応の種類、相関、制御方法について理解し説明できること。
・代謝反応を自由エネルギー、酸化還元電位などを用いて定量的に理解し説明できること。
・解糖、クエン酸回路、その他の糖質代謝経路のエネルギーおよび物質代謝における役割、その戦略、機構を理解し、具体的に説明できること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. The purpose
As a basic knowledge of biotechnology, it aims to acquire biomolecules such as carbohydrates and nucleic acids, biological membranes and fundamental matters related to metabolic reactions.
2. Overview
Learn about carbohydrates, lipids and biological membranes, metabolism and energy, glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways, their structure, function, and reaction biochemical basis.
3. Goal
· To understand and write the types and structures of biomolecules such as carbohydrates and lipids.
· To be able to understand and explain the constituent elements, structures and functions of biological membranes.
· To understand and explain the type of metabolic reaction, correlation, control method.
· Be able to quantitatively understand and explain metabolic reactions using free energy, redox potential and so on.
· To be able to understand and explain specifically the role of glycolysis, citric acid cycle, other carbohydrate metabolic pathways in energy and substance metabolism, its strategy and mechanism.
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.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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1. 目的
脂質，アミノ酸，ヌクレオチド，タンパク質の代謝に焦点を当て，その基礎とバイオテクノロジーへの応用を学ぶことを目的とする.
2. 概要
「基礎生物化学」と「反応生物化学」で学習した内容をベースにして，脂質、アミノ酸、ヌクレオチド，タンパク質の生合成と異化を化学的に理解し，それらの調節機構を学ぶ.また，それらのバイオテクノロジーへの応用を学ぶ。
3. 達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を習得することを目標とする.
・脂質，アミノ酸，ヌクレオチド，タンパク質の生合成と異化の過程を化学的に理解し説明することができる.
・脂質，アミノ酸，ヌクレオチド，タンパク質の代謝調節機構を理解し、その特徴とバイオテクノロジーへの応用について説明することができる.
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Object and Summary of Class
This course provides students with basic knowledge on applied biochemistry, with emphasis on those of lipids, amino acids, nucleotides and proteins.
Goal of Study
The purpose of this course is to help students explain catabolism and biosynthesis of lipids, amino acids, nucleotides, and proteins and their applications in biotechnology.
専門教育過程での諸分野の学習に備え、生命現象を科学として理解するための基礎的な知識と考え方を学び、医療従事者としてヒトの疾患の理解に必須の基本的な概念を習得することを目的とする。
前半の講義では、生命現象の化学的側面に注目して、特にそのミクロな立場からの理解を進める。そしてタンパク質、核酸、糖、脂質といった生体物質の成り立ちとその変化はどのようなものか、について考えていく。生体を構成する物質は多種多様であり、その変化も非常に複雑である。しかしながら単に現象を解説し記憶するだけのようなものではなく、物事の“なぜ”にこたえられるよう、また「代謝学」・「医科学」・「生化学」をより具体的にとらえることのできるよう実際の事例なども交え講義の進行をはかる。
後半は、環境科学、遺伝学、免疫学やヒトの疾患の病態学まで講義を進める。
In this lecture, we will focus on the chemical aspects of life phenomena and promote understanding them from a micro perspective. Then, we will consider the formation of biological molecules such as proteins, nucleic acids, sugars, and lipids, and what their changes are. There are a wide variety of substances that make up living organisms, and their changes are very complex. However, the lecture is not just a matter of explaining and memorizing phenomena, but to be able to respond to the "why" of things. The lecture will be planned to understand "metabolism/biochemistry" with actual examples.
生化学２では、タンパク質の構造と機能について学ぶ。タンパク質の性質、構造がタンパク質の機能にどのように関与しているか、そして、生命を維持するための様々な化学反応がタンパク質によりどのように行われているかについて学ぶ。
Biochemistry is a molecular understanding of chemical processes in cells. In this class, students will learn synthesis, folding and function of proteins. By focusing on enzymes, students learn kinetics and regulation of enzymes as well as their underlying molecular mechanisms.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
生物の機能の多様性や代謝産物の化学的多様性は，生物種ごとに異なるユニークな代謝機能やその調節機能の違いが反映された結果としてとらえることができる．こうした種特有の代謝機能とその調節機構は，個々の生物種の生存と繁栄の戦略として不可欠なものであるばかりでなく，工学的視点からもきわめて示唆に富んだものとなっている．本講義では，特に微生物や植物におけるそうした事例を詳細に解説するとともに，生物の代謝機能をコントロールしてこれを工学的に活用するアプローチの数々を紹介する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Basic and applied aspects of useful biological functions, metabolism, and enzymes of living systems, especially those of plants and microorganisms, will be discussed. The topics that this lecture deals with will include:
・ Protein engineering and industrial applications of microbial and plant enzymes
・ Biochemistry, regulation, and application of plant specialized metabolism
・ Metabolic engineering for the production of useful compounds
生命現象は物理や化学の言葉で語ることができることを、20世紀の生命科学の歴史が証明した。生体を構成する物質は多様で複雑であるが、物理や化学の法則に従い秩序をもって生命活動を支えている。本授業では、生物の様々な営みを分子レベルで理解するために、必要な細胞を構成する物質の特性、遺伝子、タンパク質、細胞の情報伝達機構について講義する。さらに、現代の生物化学の可能性と、直面する諸問題について考える。
It has been proved that all biological phenomena can be described by physical and chemical laws. Although the substances constituting living organisms are diverse and complex, they form an order with physical and chemical laws and support life activities. Students will learn about the basic biological molecules including amino acids, proteins, carbohydrates, nucleotides and fats. This lecture will also talk about basic molecular mechanisms of intracellular signal transduction, and will discuss the application possibilities of biochemistry and the problems in modern times.