生物無機化学

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
生物無機化学
Bioinorganic Chemistry
B301320001 2 2 前期授業 専門科目 CAAGC2313-J1 木1 B3-202,オンライン(中百舌鳥キャンパス) 石橋 宰

オフィスアワー

木曜日 12:00-13:00

授業目標

地球上の原始生命体は約40億年前に海で誕生した。それらは、海中に存在する種々の無機物(ミネラル)を生命活動に大いに利用しながら多様な進化を遂げたに違いない。さらに、生物が陸上に生活するようになり、周囲に存在する無機物が激減した環境においても、金属元素を中心とする多くの無機物が生命活動に不可欠であり続けた。そのため、陸上生物は無機物を効率的に利用するシステムを進化させた。その代表例として、体液中カルシウム濃度の厳密な制御(カルシウム恒常性)を可能にするために、骨をカルシウム貯蔵庫として有効利用することがあげられる。すなわち、生体内の無機物は、有機物による代替が不可能な特異な機能を有していると言える。本講義では、生命科学と無機化学の境界学問領域である生物無機化学について、無機化学を基礎として、錯体化学、分析化学、生化学、医学・薬学等の観点から多面的に理解させる。具体的には、以下の能力を身につけることを達成目標とする。
1.電子軌道を説明できること
2.化学結合の概念を説明できること
3.生体内の金属錯体の性質と機能を説明できること
4.生体内の金属イオンの貯蔵と運搬について説明できること
5.金属錯体の医学・薬学等への応用について説明できること
6.カルシウム・リン代謝について説明できること

参考書

生物無機化学―金属元素と生命の関わり(錯体化学会選書),増田秀樹・福住俊一 編著,三共出版
ライフサイエンス系の無機化学,八木康一編著,三共出版

関連科目

基礎生化学、栄養生化学

授業時間外の学習(準備学習等について)

毎回の授業が終わった後の復習として、配布した説明用プリントやノートを読み返して内容をしっかり理解するよう努めてください。また、多くの回で演習プリントを配布しますが、その中の問題は次回の講義までに解いておくこと。

授業の概要

生体構成分子の大部分は酸素、炭素、水素、窒素の4元素で構成されており(主要元素)、それらの多くは水および有機質として存在する。一方、生体内の無機質(ミネラル)の多くは、様々な金属元素が単独,もしくは有機分子と結合した状態(錯体)で存在し、その存在比率は微少であるものの、酵素活性の調節等を介して生体内の重要な化学反応に関与している。すなわち、適度な無機質の存在は生命にとって必須であり、その不足および過剰は様々な異常をもたらす。本講義では、無機化学・錯体化学の基礎とともに、金属元素を中心とした無機質と生命との関わりの観点から「生物無機化学」について講述する。

授業計画

第1回 生物無機化学とは?
生体を構成する無機質(ミネラル)
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第2回 元素と原子の性質(1)
※オンライン授業
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第3回 元素と原子の性質(2)
元素の周期律
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第4回 分子の構造と結合(1)
※オンライン授業
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第5回 分子の構造と結合(2) 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第6回 金属元素と錯体(1)
※オンライン授業
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第7回 金属元素と錯体(2) 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第8回 酸素運搬・呼吸 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第9回 金属イオンの生体内輸送 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第10回 イオンポンプとイオンチャネル
転写制御と金属イオン
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第11回 鉄結合タンパク質の生理機能
※オンライン授業
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第12回 医学・薬学における無機生物化学 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第13回 カルシウム・リン代謝 準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第14回 無機生物化学と化学工業
※オンライン授業
準備学習等 ポータルにアップロードする資料等に目を通しておくこと。
第15回 まとめ、演習 準備学習等 ポータルにアップロードする演習問題に目を通しておくこと。

成績評価

定期試験の成績にて評価する。定期試験については、授業目標(達成目標)の1~6の達成度で評価する。C(合格)となるためには、授業中に配布もしくはポータルにアップロードする演習問題と同レベルの問題が解けることが必要である。

備考(実務経験の活用を含む)

講義予定は、講義の進度に応じて若干変更される可能性があります。

本授業の内容は、授業担当者の実務経験を活用したものである。