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c20092/
生命活動に必要なエネルギーの確保:Mn4CaO5クラスター
“歪んだ椅子”とFe-Sクラスター - 水(親水性)と油(疎水性)
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◆画期的分子模型:
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Mn4CaO5クラスターを含む1つのタン
パク質だけを作成したもの。同クラス
ターの“歪んだ椅子”型構造が解明され
たことが米サイエンス誌の2011年10
大ニュースに選ばれ,関連人工光合成
研究が多数進められている。膜貫通タ
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◆ビッグヒストリー;コレクティブ・ラーニング #元素
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http://www.fuzambo-
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http://www.ecosci.jp/sck/cafe170204.html
https://www.chart.co.jp/goods/item/
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http://www.jst.go.jp/csc/scienceagora/
reports/2015/program/booth/aa_051/
◆ビッグヒストリー;コレクティブ・ラーニング #視覚
第33回 公民館サイエンスカフェ『眼の健康 ~健康長寿の秘訣は元気な眼から~』
(2017/02/25)
http://www.hayakawa-
online.co.jp/shop/shopdetail.html?
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http://www.ecosci.jp/sck/cafe170225.html
http://www.ecosci.jp/topic/eye_j.html
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tab/ipad/sample.html
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ウシロドプシンPDB 3PQR(GPCRの例)
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は多彩な働きを担っており,中でも
GPCR(Gタンパク質共役受容体)ファミ
リーは医薬の標的としても重要で,その
研究は2012年ノーベル化学賞を受賞
している。
写真は視覚を担うGPCR(嗅覚や味覚
も多くはGPCRが関与)のロドプシン例
である。1つのタンパク質であるが,光受
容分子のレチナール(白丸)の着脱を可
能にするなどの目的で3つに分けられて
おり,磁石で組立てが可能となっている。
このような高度な配慮もしてもらえるのが
新模型の優れたところである。
第1スレッショルド ビッグバン:宇宙の起源
第2スレッショルド 恒星
第3スレッショルド より重い化学元素
第4スレッショルド 恒星
第5スレッショルド 生命の誕生
第6スレッショルド ホモ・サピエンス
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第8スレッショルド 現代社会/アントロポシー
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http://www.akashi.co.jp/
book/b251054.html
http://www1.nhk.or.jp/asaichi/
archive/161216/2.html
https://www.chart.co.jp/goods/item/
rika/23303.php
◆ビッグヒストリー;スレッショルド(大跳躍) #歴
史
◆ビッグヒストリー;コレクティブ・ラーニング #ツタ
エル
日本コンピュータ化学会@サイエンスアゴラ2016(2016/11/3-6,日本科学未来館)
http://www.ecosci.jp/sccj_sa2016/
◆スレッショルド1 ビッグバン:宇宙の起源
https://en.wikipedia.org/wiki/
Chronology_of_the_universe
http://www.astro.ucla.edu/~wright/
BBNS.html
http://stw.mext.go.jp/series.html
http://www.hazardlab.jp/know/
topics/detail/1/5/15303.html
https://www.bighistoryproject.com/
chapters/1#intro
◆スレッショルド3 より重い化学元素
https://www.youtube.com/
watch?v=rskUa_qGa8s
核図表(理研)から作成
http://www.rarf.riken.go.jp/enjoy/kakuzu/
https://school.bighistory
project.com/media/khan/
articles/U3_Dimitri_Men
deleev_2014_890L.pdf
★日本コンピュータ化学会@サイエ
ンスアゴラ2016ブースで小学生から
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問
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◆スレッショルド3 より重い化学元素
http://www.akashi.co.jp/book/b251054.html
http://www.ecosci.jp/BigHistory/
http://stw.mext.go.jp/series.html
30 + 83 = ?
「ビッグヒストリー」本 p.28
周期表
http://www.sci-news.com/astronomy/elements-life-
milky-way-galaxy-04535.html
http://www.kagaku-kentei.jp/news_detail/data/357
◆スレッショルド5 生命の誕生
http://stw.mext.go.jp/series.html
http://www.ecosci.jp/s/bm_all_j.html
https://www.
amazon.co.jp
/dp/42742019
7X
※生体分子の構造決定に用いる機器の例(X線回折法)
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◆スレッショルド5 生命の誕生 《DNA》
「ビッグヒストリー」本 p.71ほか
にDNA
タンパク質の1次構造から高次構造までを参照できるサ
イト例
http://themedicalbiochemistrypage.org/protein
-structure.html
ロザリンド・フランクリンら
によるX線回折写真
Molecular Configuration in
Sodium Thymonucleate
Franklin R. and Gosling R.G.
Nature 171, 740-741 (1953)
◆スレッショルド5 生命の誕生 生物と無生物
「ビッグヒストリー」本 p.64“生命
とは?”
「ビッグヒストリー」本 p.76の『最
初の細胞はどこでどのように誕生した
のか?』にはブラックスモーカー。
http://www.ecosci.jp/life/
https://www.bighistory
project.com/chapters/3
#life-begins
長沼 毅「生命の始まりを
探して 僕は生物学者に
なった」p.73に“硫化鉄
が黄鉄鉱になる過程で出
てくる化学エネルギーを
使って…”
https://www.amazon.
co.jp/dp/4309617018
http://www.ecosci.jp/km/
km_ligand.html
ゾウの時間 ネズミの時間
◆ヘモグロビンはいろいろな生物に
マンモスのヘモグロビン ハツカネズミのヘモグロビン
http://www.ecosci.jp/pdb/hemoglobin_s.html
◆ヘモグロビンで見る分子系統学
http://www.ecosci.jp/pdb/
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Genetics/生命の連続性 - データベース高度利用者養成
http://togodb.sel.is.ocha.ac.jp/pukiwiki/Genetics/%C0%B8
%CC%BF%A4%CE%CF%A2%C2%B3%C0%AD.html
◆スレッショルド5 生命の誕生;チューブワーム #深海
チューブワーム由来ヘモグロビンとヒトのヘモグロビン
の比較http://www.ecosci.jp/s/bm_tubeworm.html
http://www.ecosci.jp/pdb/hemoglobin_s.html
https://www.youtube.com/watch?v=
NUKX2zN77HA …2010/04/07公開
http://www.nts-
book.co.jp/item/detail/summar
y/bio/20051225_42bk.html
https://www.jstage.jst.go.jp/
article/kagakutoseibutsu/46/
4/46_4_291/_article/-char/ja/
画期的分子模型;ヒトヘモグロビン
PDB 2HHB(4量体)
http://www.ecosci.jp/pdb/hemoglobin_s.html
高校化学・生物でタンパク質の1次構造~4次構造を
説明する際に,4次構造で例示されるのが通例ヘモグ
ロビンである。ヘムの鉄原子に酸素分子が結合して体
中に運ばれる。4量体でヘムも4分子あり,効率的に機
能している。写真のように4量体が磁石で接合できるの
で,サイエンスアゴラや各地の一般公開イベントでこど
も達にもパズル感覚で組立てを楽しんでもらっている。
新模型はまだ高価であるが,共同購入などで高校理科
室に一括で備えるようなことを企画すれば安くなる可能
性もあろう。
http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_
discussion/educational_resources/
https://pdbj.org/mom/41
◆スレッショルド5 生命の誕生;ヘモグロビン
◆タンパク質の1次構造~4次構造
http://www.chart.co.jp/software/
tab/ipad/sample.html
http://www.ecosci.jp/pdb/hemoglobin_s.html
RCSB PDB
http://www.pdb.org/pdb/
“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
◆スレッショルド8 現代社会/アントロポシーン
#生物 #環境 #国際
http://www.gizmodo.jp/2017/01/weight-
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環境問題はp.314ほか多数
http://www.natureasia.com/ja-
jp/research/highlight/10450/
http://www.ecosci.jp/chem13/
topics13e.html#10
有機水銀分解酵素(アルキル水銀リアー
ゼ,EC.4.99.1.2)MerB構造例PDB
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http://www.ecosci.jp/chem11/pcb
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◆スレッショルド8 現代社会/アントロポシーン
“分子”が社会で果たす役割
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なぜ高校「化学」で官能基を学ぶのか?
有機概念図簡易計算アプリ
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“分子”が社会で果たす役割 …“鍵と鍵穴”で見る
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抗生物質分子データ集
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有機概念図
http://www.ecosci.jp/ocd/
http://winmostar.com/jp/
◆脳の発達を戦略としたヒト/人間の誕生
- 脳の外部化としてのコンピュータと計算科学
2013年ノーベル化学賞は計算化学分野
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※2012年ノーベル化学賞はGPCR
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http://www.cell.com/cell/
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Oct1/Sox2/DNA複合体
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DNAを含むデータとして選んだのが,iPS細胞の山中4
因子(Oct3/4・Sox2・Klf4・c-Myc)関連として,
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合した構造である。なおOct4は2014年7月に
Nature論文が撤回されたSTAP細胞研究でも登場す
る。今回の発注ではDNAについてもタンパク同様,シリ
コーン樹脂に球棒モデルで石膏構造を内包するよう特
注し,初の試みとして実現していただけた。これにより塩
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「十一人劇場」第1回『3Dプリンタ分子模型を体験する!』(2017/05/13,市民科学研究室)