2026年度 (最新) 学院等開講科目 生命理工学院 生命理工学系 生命理工学コース
生命分子機能制御化学
- 開講元
- 生命理工学コース
- 担当教員
- 湯浅 英哉 / 清尾 康志 / 堤 浩 / 岡田 智 / 正木 慶昭 / 淺沼 大祐
- 授業形態
- 講義 (ライブ型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月3-4 / 木3-4
- クラス
- -
- 科目コード
- LST.A423
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2026年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2026年4月6日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
【中間～高度レベル】核酸、糖、ペプチド、タンパク等に化学修飾を導入した機能性生体分子は、生命現象を分子・原子レベルで理解し、また制御するために非常に有用である。本授業では、生体分子の化学構造や合成法の基礎知識から、機能性生体分子の高度な応用までを広くカバーすることで、生命現象を分子・原子レベルで理解・制御するための基礎を与える。
到達目標
核酸、ペプチド、タンパク質の化学構造の基礎知識を学んだ上で、それらに対する化学修飾の導入法について詳細に学習する。さらに、医学や工学分野に応用可能な分子のデザインや、それらの光制御に関する応用力を養うとともに、生命現象を分子・原子レベルで考える力を向上させる。
キーワード
生体分子、核酸、糖、ペプチド、タンパク質、光化学、有機合成化学
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
生体分子、核酸、糖、ペプチド、タンパク質、光化学、有機合成化学
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | ケミカルバイオロジー１：概要、分子設計、反応 |
生体環境で機能する化学反応と分子設計の基本を説明できるようになる。 |
| 第2回 | ケミカルバイオロジー２：タンパク質ラベル化の化学 |
タンパク質の部位選択的な化学修飾とラベル化手法を説明できるようになる。 |
| 第3回 | ケミカルバイオロジー３：分子イメージングの化学 |
化学プローブを用いた分子イメージングの原理を説明できるようになる。 |
| 第4回 | 核酸の構造 |
ヌクレオシド・核酸のコンホメーションを理解し、説明できるようになる。 |
| 第5回 | 修飾核酸の性質 |
化学修飾を施した核酸分子の性質を理解し、説明できるようになる。 |
| 第6回 | 修飾核酸の応用 |
化学修飾を施した核酸分子を応用した技術について理解し、説明できるようになる。 |
| 第7回 | アミノ酸の保護とペプチドの化学合成 |
アミノ酸の保護基の化学、およびペプチドの化学合成の手法を理解し、説明できるようになる。 |
| 第8回 | 生理活性ペプチドとペプチド医薬品 |
ペプチドホルモン、抗菌ペプチド、環状ペプチド天然物、およびそれらの誘導体の化学合成と構造活性相関について理解し、説明できるようになる。 |
| 第9回 | ペプチドライブラリとペプチド医薬品探索 |
ペプチドライブラリの構築、およびペプチドライブラリを用いた医薬品探索の手法について理解し、説明できるようになる。 |
| 第10回 | 光と物質はどのような場合に相互作用できるか？ |
光と物質が共鳴できる条件（Laporte則、重原子効果、El-Sayed則、超微細構造など）を考慮できるようになる。 |
| 第11回 | 光から化学エネルギーを得て機能させる方法 |
三重項-三重項消滅、ラジカルペアの磁場効果など、光と物質の相互作用における過渡現象を理解できるようになる。 |
| 第12回 | 光を生体利用する際の注意点 |
光増感機構、光の組織深達性を学び、光の生体応用を深く考えられるようになる。 |
| 第13回 | 生命分子ダイナミクスの理解のための蛍光イメージングI |
蛍光分子が示す光学特性を理解し、励起と発光を中心とした光物理・光化学的現象を自ら説明できるようになる。さらに、蛍光顕微鏡の光学原理を学び、分解能・感度・時間応答性などの要素が生命分子ダイナミクスの計測精度にどのように影響するかを理解する。これらを踏まえ、観察対象や目的に応じた蛍光可視化の設計指針を考察できるようになる。 |
| 第14回 | 生命分子ダイナミクスの理解のための蛍光イメージングII |
第13回で学んだ蛍光計測の基礎原理を発展させ、生命分子の時間的・空間的な振る舞いを解析する応用的手法を理解する。さらに、ライブセルイメージングや超解像顕微鏡などの研究事例から、時空間的制御の重要性を学び、分子スケールで生命現象を定量的に捉える考え方を修得する。 |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する 予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
なし
参考書、講義資料等
各講師からT2SCHOLAを使用して配布
成績評価の方法及び基準
各教員から課されるレポート課題の提出（100%）
関連する科目
- LST.A202 ： 有機化学第一(アルカン，ハロアルカン)
- LST.A207 ： 有機化学第二(アルコール，アルケン)
- LST.A212 ： 有機化学第三(ベンゼン，ケトン)
- LST.A217 ： 有機化学第四(カルボニル化合物，アミン)
- LST.A333 ： 生物有機化学
履修の条件・注意事項
学部レベルの有機化学の知識