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生体物質化学

生体物質化学. [ 教育目標 ] （１）細胞のしくみを理解する （２）生体物質の構造や化学的性質を理解する （３）生命活動における化学反応について理解する （４）生命活動における情報の流れを理解する。. 生命科学の応用. 医学への応用 　医薬品の開発，遺伝子治療，テーラーメイド医療 　人工臓器開発 農業への応用 　品種改良（分子育種），遺伝子組換え作物 工業への応用 　有用物質の生産，バイオナノテクノロジー 環境保持への応用 　バイオレメディエーション，環境調和型物質生産. 生体分子の理解. 生体分子は 有機化合物 である

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生体物質化学

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Presentation Transcript

  1. 生体物質化学 [教育目標] （１）細胞のしくみを理解する （２）生体物質の構造や化学的性質を理解する （３）生命活動における化学反応について理解する （４）生命活動における情報の流れを理解する。

  2. 生命科学の応用 医学への応用 　医薬品の開発，遺伝子治療，テーラーメイド医療 　人工臓器開発 農業への応用 　品種改良（分子育種），遺伝子組換え作物 工業への応用 　有用物質の生産，バイオナノテクノロジー 環境保持への応用 　バイオレメディエーション，環境調和型物質生産

  3. 生体分子の理解 生体分子は有機化合物である 生体内では，化学反応が行われている →生命科学の応用には，化学が大きな役割 →生体分子の化学的性質，生命活動を維持　する機構の理解が不可欠

  4. インフルエンザ治療薬 （http://fps01.plala.or.jp/~Suzunoki/influ.htmより転載） 参考：http://www2d.biglobe.ne.jp/~chem_env/chem7/pleconaril.html

  5. 授業計画 • １・２　生命とはなにか • 生命を構成する物質 • 　　生命の起源 • ３〜５　炭水化物 • ６　　　脂質 • ７・８　代謝経路の有機化学 • ９〜11　核酸と遺伝情報 • 　　　　セントラルドグマ • DNAとRNA • 12・13　アミノ酸と蛋白質・酵素

  6. 生命とは 外部との境界をもつ エネルギーを産生する 自己を複製して増殖する

  7. 生命の本質 以前は神秘で神聖な「生命力」により生命たりえたと考　えられていた→生気論 生命活動→化学反応の一種 →通常の化学反応とどう違うか →多様な化学反応が秩序だって行われている 　複雑で，高度に組織化されている 　構造体を持っている →系全体のエントロピーは増大しなければならない（熱力　学第二法則）が，生物は秩序をもち，エントロピーは減っているように見える 「負のエントロピーを食べている」（シュレディンガー）

  8. 生命は動的定常状態を維持している 代謝を行い，外部にエネルギーや代謝産物を排出することにより，周囲のエントロピーを増大させている 環境からエネルギーを引き出し、それを用いて簡単な素材物質から自己のこみいった構造をつくりあげ、維持する 自己構造と組織を保っていくために外部のエネルギーを利用できる ⇔無生物はエネルギーを与えれば一層無秩序になって崩壊する 常に活動していなければ生命は維持できない → 「動的定常状態」 「老化」→新陳代謝のため増殖が必要

  9. 生きている，生きていない？ ミトコンドリア リソソーム ペルオキソーム 物質の輸送 ゴルジ体 核膜 リボゾーム 物質の取り込み，排出 （能動輸送） 細胞構成物質の ターンオーバー 小胞 小胞体 細胞では化学反応が適正な場所で，高度に制御された状態で行われ，定常状態を維持している →細胞活動の維持“生きている” 定常状態が崩れると，細胞の構造すら維持できなくなって死んでしまう（破裂して自己分解）

  10. 生命の成り立ち 超ひも→クオーク→素粒子→原子→分子→分子集合体→細胞→器官→個体→集団→生態系 生体分子は基本的に有機物→複雑な高分子をつくれる →生命の根源は「複雑さ」 単位の組み合わせにより、無数のバリエーションが作成可能 生体分子の分子間の認識→秩序の形成に不可欠 生体分子の自己組織化→構造形成を可能にしている 　細胞膜、DNAの複製など 　→ナノテクノロジーへの応用が期待されている

  11. 遺伝情報の伝達 単位の組み合わせにより生命が作られている→組み合わせ方を指定してやれば，生命を複製できる →生命の設計図、プログラム「遺伝情報」 　正体：DNA　　遺伝情報の全体：ゲノム 遺伝情報→蛋白質のアミノ酸配列に翻訳される 蛋白質が実際に生命活動を担っている →蛋白質がお互いに認識、調節しあい、ネットワークにより生命活動を維持している →蛋白質の機能の理解が不可欠→ポストゲノム研究 ゲノムプロジェクト、ポストゲノム研究により生命の解明に挑む→記憶、行動、意識、思考といった脳の働きも明らかになると期待される

  12. 生命の起源 地球の誕生：約50億年前 生命の誕生：約40億年前 　原始大気成分の反応により，核　 酸やアミノ酸が生成 →化学進化により最初の生命体が生まれた？ http://www.nrc.gamagori.aichi.jp/w_muse/earth/history/ ミラーの実験（1953) メタン・アンモニア・水・水素からなる混合気体に一週間放電→アラニン、グリシン、アスパラギン酸等が生成 理科教育のためのWeb教材集 (岐阜大学教育学部地学教室)より転載 http://chigaku.ed.gifu-u.ac.jp/chigakuhp/rika-b/htmls/origin_of_life/index.html

  13. 現生生物の三つの系統 「分子細胞生物学」（東京化学同人）より引用

  14. 現生生物の系統樹 「ヴォート生化学」（東京化学同人）より引用

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