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Jmol教材「窒素から見る生命の世界」の公開

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1P09『Jmol教材「窒素から見る生命の世界」の公開』ポスター(一部画像遮蔽) ※日本コンピュータ化学会2014春季年会(2014/05/29-30,東京工業大学大岡山キャンパス) http://www.sccj.net/event/nenkai/2014sp/program/program.htm

Published in: Science
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Jmol教材「窒素から見る生命の世界」の公開

  1. 1. 本間善夫(ecosci.jp) 日本コンピュータ化学会2014春季年会 (2014/05/29-30,東京工業大学 大岡山キャンパス) http://www.ecosci.jp/N/
  2. 2. ◆ Jmol教材「窒素から見る生命の世界」 http://www.ecosci.jp/N/
  3. 3. ◆ 窒素の循環と利用 http://www.ecosci.jp/N/ 「視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録」 (数研出版) http://www.chart.co.jp/goods/item/ rika/5791.php
  4. 4. “水と油”で見る20種類のアミノ酸 アミノ酸 特性基 R hydropathy 極性 log P 酸性・ 塩基性 極性・非極性 Cleftの分類 等電点 O I I/O index Ile I イソロイシン 80 0 0 4.5 5.2 -1.70 中性 非極性(疎水性) Aliphatic 6.02 Leu L ロイシン 70 0 0 3.8 4.9 -1.52 中性 非極性(疎水性) Aliphatic 5.98 Val V バリン 50 0 0 4.2 5.9 -2.26 中性 非極性(疎水性) Aliphatic 5.96 Ala A アラニン 20 0 0 1.8 8.1 -2.85 中性 非極性(疎水性) Aliphatic 6.00 Phe F フェニルアラニン 140 15 0.107 2.8 5.2 -1.38 中性 非極性(疎水性) Aromatic 5.48 Pro P プロリン 60 10 0.167 -1.6 8.0 -2.54 中性 非極性(疎水性) Pro & Gly 6.30 Met M メチオニン 100 20 0.200 1.9 5.7 -1.87 中性 非極性(疎水性) Aliphatic 5.74 Cys C システイン 60 20 0.333 2.5 5.5 -2.49 中性 極性(中性) Cysteine 5.07 Trp W トリプトファン 180 130 0.722 -0.9 5.4 -1.05 中性 非極性(疎水性) Aromatic 5.89 Tyr Y チロシン 140 115 0.821 -1.3 6.2 -2.26 中性 極性(中性) Aromatic 5.66 Lys K リシン 80 70 0.875 -3.9 11.3 -3.05 塩基性 極性(塩基性) Positive 9.74 Gly G グリシン 0 0 - -0.4 9.0 -3.21 中性 非極性(疎水性) Pro & Gly 5.97 His H ヒスチジン 80 152 1.900 -3.2 10.4 -3.32 塩基性 極性(塩基性) Positive 7.59 Arg R アルギニン 80 190 2.375 -4.5 10.5 -4.20 塩基性 極性(塩基性) Positive 10.76 Thr T トレオニン 40 100 2.500 -0.7 8.6 -2.94 中性 極性(中性) Neutral 6.16 Glu E グルタミン酸 60 150 2.500 -3.5 12.3 -3.69 酸性 極性(酸性) Negative 3.22 Gln Q グルタミン 60 200 3.333 -3.5 10.5 -3.64 中性 極性(中性) Neutral 5.65 Asp D アスパラギン酸 40 150 3.750 -3.5 13.0 -3.89 酸性 極性(酸性) Negative 2.77 Ser S セリン 20 100 5.000 -0.8 9.2 -3.07 中性 極性(中性) Neutral 5.68 Asn N アスパラギン 40 200 5.000 -3.5 11.6 -3.82 中性 極性(中性) Neutral 5.41 http://www.ecosci.jp/amino/amino2j.html
  5. 5. ◆ 生体分子中の窒素 http://www.ecosci.jp/N/ 特別展「元素のふしぎ」 - 国立科学博物館 (2012/07/21-10/08) http://www.kahaku.go.jp/exhibitions/ ueno/special/2012/genso/
  6. 6. ◆ 生体分子の構成元素例 このスライドに示した生体分子や 模型に含まれているのは以下の 元素だけです。
  7. 7. ◆ 生命活動と生体を支える窒素 http://www.ecosci.jp/N/ http://www.rcsb.org/pdb/ education_discussion/ed ucational_resources/mol- mach-2014-poster.pdf
  8. 8. ◆“エネルギーの通貨”にも窒素が http://www.ecosci.jp/N/ http://pdbj.org/mom?id=72
  9. 9. ◆窒素固定を担うニトロゲナーゼ http://www.ecosci.jp/N/ http://pdbj.org/mom?id=26 http://d.hatena.ne.jp/costep_ webteam/20070321 窒素固定 - Wikipedia 窒素固定の総量 全世界のアンモニアの年間生産量 (2010年)は1.6億tで、そのうち8割 が肥料用であると言われている[2]。生 物による窒素固定は1.8億t、雷等の 自然放電による生成と排気ガスの NOxで0.4億tと言われている[3]。
  10. 10. ◆生物界で見られる4種類のテトラピロール http://www.ecosci.jp/N/ ●JAMSTEC公開PDF 『テトラピロールと地球環境』 https://www.jamstec.go.jp/ biogeos/j/elhrp/biogeoche m/pdf/kagaku83_7.pdf ※別資料に:植物プランクトンの平均的な 化学組成(レッドフィールド比)として 「C106 H263 O110 N16 P1」
  11. 11. http://www.ecosci.jp/N/ ◆窒素は毒にも薬にも;「亀-C-C-N」構造 (-)-アドレナリンの受容体との結合 ※参考文献:山川ほか「メディシナル ケミストリー 第5版」 ●生田 哲,「脳と心をあやつる物質」,講談社ブ ルーバックス(1999) p.55 “脳を興奮させる物質の多くは「亀-C-C-N」 結合を持っている。” ※「亀」はベンゼン環など芳香族性の環のこと(セ ロトニン,メラトニンではインドール環)。
  12. 12. ◆窒素は毒にも薬にも;複素芳香族アミン http://www.ecosci.jp/N/ http://www.huffingtonpost.jp/robust- health/beer_b_5303896.html 複素芳香族アミンPhIPのDNAへの インターカレーション PDBデータ1HZ0のModel 1
  13. 13. ◆話題(1):光エネルギーを化学エネルギーに http://www.ecosci.jp/N/ 光合成反応中心-集光アンテナタンパク質 複合体 PDBデータ3WMM 光化学系II 光化学系I http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/ press_release/2014/140327_2/ 【以下既報】光合成
  14. 14. ◆話題(2):鉄フタロシアニン結合PDBデータ http://www.ecosci.jp/N/ 鉄フタロシアニンが結合したヘム獲得タンパク質HasApほか 緑膿菌が分泌する鉄獲得タンパク質の 標的誤認識を利用する緑膿菌の増殖 阻害人工タンパク質を開発(名古屋大 学,2014/02/05) http://www.nagoya- u.ac.jp/about-nu/public- relations/researchinfo/upload _images/20140205_sci.pdf
  15. 15. ◆話題(3):エピジェネティクスとアザシチジン http://www.ecosci.jp/N/
  16. 16. もひ 白芥子や時雨の花の咲つらん 芭蕉 けしの花籬すべくもあらぬ哉 蕪村 (中 略) 話は飛ぶが、前にも言ったように、中国の伝説に出て来る蟇仙人に仕えている蟇は前足が二肢、後足が一肢という 変ったものだそうであるが、ちょうど虞美人 草が虞美人の化身だという言い伝えをここにもって来て、蟇仙人の蟇が 蛙の真似をして水に飛び込んで溺れ死んだ後に菱ができたという作り話をこしらえて見る と、どうもこの菱は棘が三 つでないと都合が悪い.そこで四つ角菱二つ角菱等の仲間に三つ角菱というものが仲間入りをして来てもよいことに なり、この菱には 何か魔がさしておってもよかりそうである. 私は劈頭から何ということなしに四つ角菱に炭素、二つ角菱に酸素や硫黄をあてがい三つ角菱に窒素をふりあて て来たが、窒素にこの物語りをあてはめて行く と窒素を持っている物が何か不可思議な性格をもっているのもうなず くことができる.第一にアミノ酸という窒素の崇拝者連中が寄り集まって蛋白という私共に も手の下しようのない代物 を作っているかと思っているとグルタミン酸やプロリン等と言うアミノ酸は「うまい」と言う味の所有者であったり、かと思 うと遺伝 の魔法を司るのが、またアミノ酸の一つのトリプトファンの分家のオキシトリプトファンであったり、真に端倪す べからざるものがある. (中 略) ところで仙人の蟇をもち出して来たのにはもう一ついわれがあるのであって、窒素は蟇の化身だけに角が三本とき めて置いても、このモルフィン自身は水にと けぬ癖に塩酸水にも酢にもわけなく溶けてしまうのである.これを些細に しらべると、塩酸や醋酸のような酸を窒素菱が抱き込み、その結果として塩酸モルフィ ンや醋酸モルフィンができて 溶けているのである.それにしても角は他の元素との結びつきにもうすっかりつかっているのにと思うと、チャンと妖術 をつかって 怪しげな角を、どこにかくしているものか二つも出して、塩酸なら塩素と水素とにわけてこの角に吸いつけ ているのである.すなわち窒素菱は三つ角菱に違いな いが、隣の炭素に酸素がついてけん制していない限りは、酸 が近くへ来ると腹の中から角を二つ出して五つ角菱に化けて他の元素菱の角五つと吸いつき合うもの なのである. これが窒素化合物の特性であって、化学者は研究にしばしばこの特性を利用して隠れている窒素の有無や性質ま でも調べる方便につかっている. (以下略) 《引用》 伏見康治 監修,「日本の科学精神2 自然に論理を読む」,p.303,工作社(1978) /初出:1949 江上不二夫・小竹無二雄・千谷利三,「化学の四季」,p.84,学生社(1978)
  17. 17. https://www.facebook.com/media/set/ ?set=a.416653278358070.87786.1322 46190132115 ◆生体分子となかよく ! https://www.googlesciencefair.com /ja_ALL/2013/ 世界結晶年2014 http://www.pdb.org/ https://student.societyforscience.org /intel-sts
  18. 18. ◆2012年 ノーベル生理学医学賞;iPS細胞 http://pdbj.org/mom?id=112 http://www.asahi.com/news/intro/ TKY201210080380.html http://stw.mext.go.jp/series.html http://www.ecosci.jp/pdb/iPS_1gt0.html
  19. 19. ◆タンパク質の1次構造~4次構造 RCSB PDB http://www.pdb.org/pdb/ http://www.youtube.com/watch? v=qBRFIMcxZNM
  20. 20. ◆タンパク質の1次構造~4次構造 http://www.ecosci.jp/pdb/hemoglobin_s.html
  21. 21. ◆STEM教育って!? http://diamond.jp/articles/-/50930 http://blogs.edweek.org/edweek/curriculum/2012/02/ president_obama_hosted_his_sec.html https://www.youtube.com/watch? v=VP02PG3cD4Y http://www.seidosha.co.jp/index. php?9784791767175 S(サイエンス=科学) T(テクノロジー=技術) E(エンジニアリング=工学) M(マセマティクス=数学) http://www.nikkei.com/ article/DGXNASGM280 0F_Y4A520C1EAF000/
  22. 22. ◆3D分子を見よう! PCでもスマホでもタブレットでも!! Winmostar開発の分子ビューアで, ecosci.jp提供の分子データを参照できます! 【試行中】Googleドライブと Chem3D for iPadで分子 を見る!

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