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構造生物学演習

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令和２年度以降入学者 構造生物学演習
令和元年度以前入学者 構造生物学演習
教員名 末永敦
単位数    1 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 選択必修
授業の形態 対面授業
Blackboard ID: 20224492
授業概要 本演習では、コンピュータを利用した創薬について、研究機関で研究経験のある教員がその経験を活かして、最先端の手法を指導する。生体高分子の配列解析、立体構造予測、薬剤分子の分子設計等の生体情報学ツールを自ら操作し、それら一連の技術を体験する。本演習による体験を通して、生体高分子の構造が生命活動における機能や病理と密接な関係にあることを深く理解する。
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、説明できるようになる（A-3、A-4）。
２.生体高分子の構造と機能の関わりやそこからくる疾病について理解し、説明できるようになる（A-3、A-4）。
３.創薬の流れや手法について理解し、説明できるようになる（A-3、A-4、A-5）。

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、5、6、7、8及びカリキュラムポリシーCP3、4、5、6、7、8に対応している。
４．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理論的・批判的に考察し、説明することができる（DP3-3）。
５.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）。
６．新しい問題に取り組む意識を持ち、そのために必要な情報を収集し、それを分析して理解することができる（DP5-3）。
７.さまざまな人々とコミュニケーションを取り、専門的知識に基づいて議論することができる（DP6-3）。
８．学修活動において積極的にリーダーシップおよび指揮力を発揮し、他者と協働して作業に取り組むことができる（DP7-3）。
９.学修状況を自己分析し、その成果を評価することできる（DP8-3）。
授業の方法 授業の形式：【演習】
インターネット上のツールや専用の分子設計支援ソフトウェアを用いて、コンピュータ演習形式の授業を行うことで基礎・理論の定着を図る。毎回課題を出題し、その課題に対して授業時間内に取り組む。

課題に対するフィードバック：各回の授業最後（課題提出後）に、課題の解答例や解説を行う。

対面授業に参加できない場合
(1) 学期を通じて参加できない場合（日本に入国できない留学生など）は、履修登録時に担当教員に連絡し、許可をること。授業は、Blackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。課題提出や受講方法に関しては、Blackboardから通知する。
(2) 感染症罹患などで一時的に参加できない場合は、出来るだけ早く担当教員に連絡すること。授業は、Blackboardを通じてオンデマンド型授業を受講する。課題提出や受講方法に関しては、Blackboardから通知する。
(3) (1)、(2)ともに「最終課題発表」は、状況によりリモートで行う。
履修条件 構造生物学、生体情報学Iの内容を強く反映しているため、それら科目を履修していることが望ましい。
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。本演習で修得・理解すべき知識・技能についてしっかりと理解する。（対面授業）
【事前学習】構造生物学、生体情報学１で学修した内容について十分に復習しておく（A-8）。 （0.5時間）
【事後学習】本演習で修得すべき技術について十分に復習しておく（A-8）。 （0.5時間）
2 生物学データベースの利用（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】生物学データベースの種類等について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味ある対象について生物学データベースを活用し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
3 文献データベースの利用（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】文献データベースの種類等について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味ある文献について文献データベースを活用し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
4 配列情報からのタンパク質の機能予測（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】タンパク質の配列と機能の関連性について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味あるタンパク質について配列情報からその機能を予測し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
5 構造情報からのタンパク質の機能予測（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】タンパク質の構造と機能の関連性について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味あるタンパク質について構造情報からその機能を予測し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
6 生体高分子の観察１　核酸（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】核酸の構造について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味ある核酸分子について分子可視化ソフトウェアを使用して構造を観察し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
7 生体高分子の観察２　タンパク質（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】タンパク質の構造について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味あるタンパク質について分子可視化ソフトウェアを使用して構造を観察し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
8 配列比較（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】タンパク質の配列解析法について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味あるタンパク質について配列解析を行い、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
9 タンパク質の立体構造予測（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】タンパク質の立体構造予測法について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】興味あるタンパク質について立体構造を予測し、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
10 薬剤の計算科学的分子設計１　リガンドベースドラッグデザイン（LBDD)（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】LBDD法について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】LBDD法を再度自分で行うことで、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
11 薬剤の計算科学的分子設計２　ストラクチャーベースドラッグデザイン（SBDD）（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】SBDD法について調査しておく（A-4）。 （0.5時間）
【事後学習】SBDD法を再度自分で行うことで、その使用法について再確認しておく（A-5、A-8）。 （0.5時間）
12 最終課題１　薬剤分子設計（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】こでまでの学修内容を十分に復習しておく（A-8）。 （0.5時間）
【事後学習】得られたデータをまとめ、班メンバーと積極的に議論する（A-６、A-7、A-8）。 （0.5時間）
13 最終課題２　薬剤分子設計（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7）。（対面授業）
【事前学習】これまでに学修した内容を十分に復習しておく（A-8）。 （0.5時間）
【事後学習】得られたデータをまとめ、班メンバーと積極的に議論する（A-６、A-7、A-8）。 （0.5時間）
14 最終課題発表とその講評（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8）。（対面授業）
【事前学習】発表データの整理を行い、発表用資料を作成、さらに班メンバーと協働して発表に備える（A-6、A-7、A-8）。 （0.5時間）
【事後学習】発表において指摘された箇所や新たな発見についてまとめる（A-8）。 （0.5時間）
15 総括　まとめと質疑応答（A-6、A-8）。（対面授業）
【事前学習】これまでに学修した内容を十分に復習しておく（A-8）。 （0.5時間）
【事後学習】最終課題についてのレポートをまとめる（A-3、A-4、A-5、A-8）。 （0.5時間）
その他
教科書 プリントを随時配布する。
参考書 使用しない
成績評価の方法及び基準 レポート(50%)、授業参画度(50%)
・授業参画度は、毎回出題される課題の内容と提出状況等で評価する（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8）。
・最終課題に対してはレポートを作成し、その内容を基にこれまでの学修内容を理解しているかどうかを評価する（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8）。
・対面授業に参加できない場合の要件を満たし、オンデマンド動画を視聴した場合、提出された課題の内容で評価する（A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8）。
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）。
Blackboardを介したメールでの質問も随時受け付ける。

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