原子→分子→生体分子が湧き出すビッグ・ヒストリー（2016/07/29，江戸川大学） 「サイエンスセミナー 2016 in 江戸川大学」 http://www.edogawa-u.ac.jp/news/20160613_2.html ※原子・分子とビッグ・ヒストリー http://www.ecosci.jp/BigHistory/

1. 本間善夫（ecosci.jp / サイエンスカフェにいがた）
第4回 江戸川大学サイエンスセミナー（2016/07/29）
http://www.ecosci.jp/BigHistory/

2. 国立科学博物館展示
◆ビッグバンから元素の湧き出しへ
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

3. ◆自然界の約90種類の元素はどうやってできた?
https://www.youtube.com/watch?v=rskUa_qGa8s
http://www.ecosci.jp/BigHistory/ 核図表（理研）から作成
http://www.rarf.riken.go.jp/enjoy/kakuzu/
https://school.bighistoryproject.com/me
dia/khan/articles/U3_Dimitri_Mendeleev_
2014_890L.pdf

4. ◆ヒト，アート，科学・元素
https://school.bighistoryproject.com/media/khan/
articles/U7_Greco_Roman_2014_1270L.pdf
http://www.greece2016-17.jp/http://www.ecosci.jp/chem18/
crystal2014.html

5. ◆無生物と生物｜結晶と非結晶

6. http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_
discussion/educational_resources/
◆生体分子と生命の誕生
http://stw.mext.go.jp/series.html
展示の3Dプリンタ模型に
含まれている元素

7. 「生命の跳躍」，p.393
それでも、ストロマトライトを構成する青緑色の細
菌「シアノバクテリア」は、すでに微量だがその危
険なガスを大気に加えはじめていた。
国立科学博物館展示
日本科学未来館展示
「生命の跳躍」，p.34
痕跡化した熱水孔と同様，顕微鏡サイズの小部屋の
壁が鉄硫黄化合物でできており，触媒の役目も果たし
ていた。
鉄硫黄クラスターを含むPDBデー
タ2WQY
http://www.ecosci.jp/s/bm_
m_SF4.html
◆生命誕生の場は? 《ミュージアム》

8. http://www.rcsb.org/pdb/101/static101.do?p=education_discussion/educational_resources/
◆湧き出す多彩な生体分子
http://www.ecosci.jp/

9. ヒト
約60兆個の細胞
“動物細胞には約1万種類，数にし
て約100億個のタンパク質分子が
存在し，…”
http://www.newtonpress.co.jp/
other/cell.html p.695
37

10. 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

11. ◆ヘモグロビンで見る分子系統学
http://www.ecosci.jp/pdb/
hemoglobin_s.html
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

12. ◆生命を支えるエネルギーと元素
http://www.ecosci.jp/s/bm_m_ps.html
http://www.ecosci.jp/s/bm_m_SF4.html
●「見てわかる構造生命科学」（化学同人）
フルカラー図版・アニメーション動画
http://www.kagakudojin.co.jp/appendices/
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）
で考える

13. “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

14. ◆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/

15. ◆画期的分子模型：
ウシロドプシンPDB 3PQR（GPCRの例）
http://www.ecosci.jp/pdb/km_3pqr.html
細胞の中と外を橋渡しする膜タンパク質
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。

16. ◆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。

17. ◆画期的分子模型：
光合成に関係するPDB 3ARCのA鎖
http://www.ecosci.jp/s/bm_m_ps2.html
光合成光化学系IIに関与する巨大なタ
ンパク質の中にある光化学反応中心の
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
ンパク質であり，膜通過部分の大部分
が緑色の疎水性アミノ酸であることも視
覚的に理解できる。

18. ◆画期的分子模型：
Oct1/Sox2/DNA複合体PDB 1GT0
http://www.ecosci.jp/pdb/iPS_1gt0.html
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，
Sox2およびOct4類似のOct1タンパ
ク質がDNAに結合した構造である。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。
これにより塩基対などDNAの2重らせ
ん構造を目の当たりにすることができた。

19. https://www.facebook.com/media/set/
?set=a.416653278358070.87786.1322
46190132115
◆生体分子となかよく !
http://pdb101.rcsb.org/
http://www.3dmoleculardesigns.com/
3DMD.htm

20. ◆脳の発達を戦略としたヒトの誕生
- 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
http://www.ecosci.jp/sccj_sa2013/
※2012年ノーベル化学賞はGPCR
http://www.ecosci.jp/GPCR/
http://www.ecosci.jp/chem12
/nobel_all_j.html
2013年サイエンスアゴラ出展か
ら

21. http://www.ecosci.jp/BigHistory/