先端ナノ・バイオ科学専攻 授業概要

有機合成化学は医薬品をはじめとする有用な有機分子（化合物）を構築する上で，生命科学の領域で欠くことのできない分野である。本講義では，新しい創薬ターゲットを指向した医薬品候補化合物のデザイン，有機合成による創製と構造—活性相関について概説する。 具体的なターゲットとして，アルドーケトリダクターゼ阻害に基づく新規抗がん剤の開発，インスリン抵抗性改善に基づく糖尿病治療薬の開発，毒ガエルアルカロイドの合成とそのニコチン受容体に対する活性評価等を中心とした化合物のデザイン，合成および活性評価について講義する。

創薬に必要な分子構築法を概説し、最新の有機化学的手法を用いる医薬品合成のための新技術に関して代表的な事例を紹介する。また、複雑な構造を持つ生物活性有機分子を効率的に合成するための方法論についても講述する。特に最近の天然物合成を題材に、不斉合成、有機反応論、逆合成解析等の基本的合成戦略について解説する。

(英語による授業)                                                                   
金属イオンは生体内においてペプチドやタンパク質と錯形成し、サブナノレベルで高い機能を有しているため、錯体化学の知識と理解は、生命科学の領域で欠くことができない。そこで、本講義では，金属錯体の中心金属イオンに依存した構造と機能、物性、反応機構を解説し、金属錯体の性質と生理機能や薬理作用との関連について講義する。さらに、これらの知識や理解をもとにバイオテクノロジーへの応用も考察する。

生体内環境中の糖等の各種代謝物や電解質をリアルタイムでモニターする技術の開発は、生化学・臨床化学分析にとって極めて重要である。本講義では、代謝物や電解質を認識する分子の設計及び合成法についてホスト−ゲスト化学の観点から講義を行なう。また、分子認識の情報を電気化学的あるいは光学的情報に変換する機能性分子の設計、合成法についても講義する。更に、これらの分子認識及び情報変換機能性分子を用いて、生体中代謝物等の濃度を低侵襲で連続的にモニターするためのセンシングシステムの開発研究例について解説する。

物質界面（表面）の物理化学特性を明らかにすることは，タンパク質吸着，細胞接着，あるいは分子認識など，生命活動における素過程を理解するうえで重要である。本講義では，界面（表面）分析について，古典的手法から先端手法まで概説する。

リボ核酸（RNA）は遺伝情報の担体のみならず、酵素触媒や分子認識機能など蛋白質類似の多様な機能を発現し、細胞機能システムの様々な局面で重要な機能を担っている。また、核酸高分子を機能性ナノ材料と見なしたナノバイオテクノロジーへの応用も活発に研究されている。本講義では、これら生命分子およびナノ工学材料としてのRNAについて、その分子構造の基盤を解説し、その研究展開の現状を概説する。

進化分子工学とは、生命の進化プロセスを模した方法により新たな機能性分子の創出を目指す研究分野であり、設計に基づいて分子を構築する従来の手法とは全く考え方を異にする。本講義では、この研究分野の歴史、方法の原理、基礎から応用までのさまざまな研究例について、概説する。

近年のコンピュータの急速な発展は，生体分子の全原子シミュレーション など巨大分子の計算化学解析を可能にした．本講義では，生体分子 シミュレーション(特に分子動力学法)を実行，解析する上で必要となる方 法論，熱・統計力学理論を概説する。

近年、合成化学からの分子生物学へのアプローチが盛んに行われている。 従来の分子生物学的手法では解明できなかった様々な生命現象が新しい 合成プローブにより明らかにされている。本講義では、化学と生物学の融合研究に関する近年の動向を概説する。

幹細胞による疾患治療が現実的になってきた昨今、細胞や組織を制御する材料（バイオマテリアル）の開発にもより一層注目されるようになった。バイオマテリアル設計において、材料・素材の性質や特性を知ることはもちろん、生物・医学・薬学的知識の習得も不可欠である。本講義では、工学・医学・薬学・生物学の知識を融合した、ナノ・バイオマテリアルの設計に関して、国内外の研究動向も交えて概説する。