Biomolecular Chemistry

　本講義では，分子や超分子の動的構造を明らかにすることができる核磁気共鳴装置（NMR）の原理から測定方法，応用測定法とチャート解析までを行い，研究室で実際に「使える」実学の修得を目指す．また，バイオインフォマティックスの入門技術として，PCを用いたタンパク質，DNAのモデリングを行う。

　近年，「生物を利用して産業に生かして行こう」という動きが盛んである．生命は、生体分子が集合してできた複雑な組織体であり，分子の構造に働きがインプットされていると言っても過言んではない．生体分子の構造，すなわち，「物質の構造」，「生命と物質の相互作用」を理解できれば，病気の解明，体と薬物の相互作用，新素材の構造など，医学，薬学，化学，農学などの分野で問題となっているを明らかにする近道に成るであろう．
　本講義では，動的に分子構造，分子集合体の構造を解析する手法である核磁気共鳴法に焦点を当て，物質の動的構造を読み取るための知識を獲得する．
　ヒトの身体の60％程度は水であり，20％はタンパク質である。機能をつかさどるのがタンパク質であり，病気の原因のほとんどはタンパク質が原因となっている。しかし，タンパク質の50％は分かっていない状態であり，その働きを知るためには，構造を明らかにする必要がある。近年，構造生物学の著しい進歩により，未知なるタンパク質でも，１次構造が分かれば三次構造を推定することができ，その働きも予測することがでできるようになった。本授業では，AlphaFold時代のバイオインフォマティックスについて説明，演習を通して簡単な構造予測が出来るようにする。

この授業の最終的な目的は，「NMRチャートから化合物を同定できる」ことと，「NMR装置を利用できる」様になることである。

1. 核磁気共鳴装置の原理，もととなっている物理法則を理解する．
2. 有機化合物のNMR チャート（プロトン，カーボン）の解析と分子構造の決定ができる．また，質量分析装置と合わせて利用する意味を理解している．
3. 二次元 NMR である，COSY，NOESY，HMBC などのチャートを読み取ることができる．
4. バイオインフォマティックスとしてのAlphaFoldを利用して，アミノ酸の１次配列から三次元構造を推測できる。
5. バイオインフォマティックスとしてのDNA折り紙法を利用して，DNA二次元構造体をデザインできる。

Japanese

定期試験３０％，中間試験３０％，レポートと演習４０％の配分で評価し，総合点６０％以上を合格とする。
この60％とは、「本講義で説明された基礎項目をすべて理解していること」「それがレポート，試験に盛り込まれていること」が基準となります．

参考：NMR，田代充，共立出版
参考：これなら分かる NMR，安藤喬志ら，化学同人
参考：これならわかる二次元 NMR，福士江里ら
参考：NMR 分光法，阿久津秀雄ら，日本分光学会編
参考：プログラム学習　NMR 入門，竹内敬人，講談社

実際に NMR を日常利用している研究室からの受講が望ましい．

• 月曜日２限

Non-regionally-oriented course

• Course that cultivates a basic problem-solving skills

About half of the classes are interactive

• 9.INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
• 12.RESPONSIBLE CONSUMPTION & PRODUCTION
• 13.CLIMATE ACTION