| はじめに iii |
| 序章 1 |
| 1. 遺伝子 2 |
| 2. DNA 2 |
| 3. 遺伝コード 3 |
| 4. タンパク質の立体構造 6 |
| 5. 折り畳み問題 8 |
| 6. 立体構造と機能 9 |
| 7. 分子生物学の進展 9 |
| 8. cDNA 10 |
| 9. ゲノム計画 11 |
| 10. 構造ゲノミクス 11 |
| 11. バイオインフォマティクス 11 |
| 第1章 プログラム作成の指針 13 |
| 1.1 アプリケーションフレームワーク 14 |
| 1.2 パラメタ設定 15 |
| 1.3 プログラムの作成 16 |
| 1.4 Appの派生クラスの作成手順 16 |
| 1.5 へッダーファイル 17 |
| 1.6 命名規則 17 |
| 1.7 ディレクトリ構成 18 |
| 1.8 Makefile 21 |
| 1.9 デバッグ作業 27 |
| 1.10 プログラムの実行 27 |
| 第2章 ゲノムと遺伝子 29 |
| 2.1 ゲノムの比較 30 |
| 例題2.1 近縁生物種のゲノム配列を比較せよ. |
| 2.1.1 DNA配列 32 |
| 2.1.2 配列データの入力 33 |
| 2.1.3 同一部分配列の探索 34 |
| 2.1.4 アプリケーションプログラムの作成 35 |
| 2.1.5 プログラムの実行例 40 |
| 練習問題 41 |
| 2.2 遺伝子予測 42 |
| 例題2.2 DNA配列の中から，タンパク質をコードする領域を見つけよ. |
| 2.2.1 DNA配列 43 |
| 2.2.2 ORF 43 |
| 2.2.3 遺伝コード 44 |
| 2.2.4 アプリケーションプログラムの作成 45 |
| 2.2.5 プログラムの実行例 49 |
| 練習問題 51 |
| 第3章 タンパク質のアミノ酸配列 53 |
| 3.1 配列アラインメント 58 |
| 例題3.1 2つのタンパク質のアミノ酸配列の最適なアラインメントを求めよ. |
| 3.1.1 アミノ酸置換行列 57 |
| 3.1.2 配列アラインメント 58 |
| 3.1.3 ダイナミックプログラミング 58 |
| 3.1.4 アプリケーションプログラムの作成 59 |
| 3.1.5 プログラムの実行例 66 |
| 練習問題 69 |
| 3.2 配列データベース検索 70 |
| 例題3.2 タンパク質アミノ酸配列データベースの中から，与えられたアミノ酸配列と類似する配列を高速に検出し，類似領域のアラインメントを作成せよ. |
| 3.2.1 プログラムの作成 71 |
| 3.2.2 ペブチド出現箇所の列挙 72 |
| 3.2.3 データベース検索 72 |
| 3.2.4 アプリケーションプログラムの作成 73 |
| 3.2.5 プログラムの実行例 77 |
| 練習問題 80 |
| 第4章 タンパク質の機能 83 |
| 配列モチーフ検索 84 |
| 例題4.1 アミノ酸配列データベースの中から，与えられた配列パターンを持つ配列を検出せよ. |
| 4.1.1 Boost正規表現ライブラリ 85 |
| 4.1.2 アプリケーションプログラムの作成 86 |
| 4.1.3 プログラムの実行列 89 |
| 練習問題 90 |
| 4.2 膜貫通領域予測 91 |
| 例題4.2 アミノ酸配列中で，細胞膜を貫通している領域を予測せよ. |
| 4.2.1 疎水性指標 92 |
| 4.2.2 膜貫通領域予測 93 |
| 4.2.3 アプリケーションプログラムの作成 93 |
| 4.2.4 プログラムの実行例 96 |
| 練習問題 97 |
| 第5章 タンパク質の立体構造 99 |
| PDB形式 100 |
| 例題5.1 PDB形式のファイルからデータを読込み，ファイル中に含まれる分子の数，各分子の種類，原子数，アミノ酸残基数，等の情報を表示せよ. |
| 5.1.1 PDBレコード 102 |
| 5.1.2 PDBエントリー 103 |
| 5.1.3 アプリケーションプログラムの作成 104 |
| 5.1.4 プログラムの実行例 118 |
| 練習問題 125 |
| 5.2 分子構造データの表 126 |
| 例題5.2 特定のファイル形式に依存せずに分子の立体構造データを保持するクラスを作成せよ. |
| 5.2.1 原子 126 |
| 5.2.2 分子 126 |
| 5.2.3 アプリケーションプログラムの作成 127 |
| 5.2.4 プログラムの実行例 135 |
| 練習問題 136 |
| 第6章 低分子化合物の構造 137 |
| SDF形式 138 |
| 例題6.1 SDF形式のファイルからデータを読込み，ファイル中に含まれる各分子について，原子数と原子間の共有結合の数を表示せよ. |
| 6.1.1 SDF形式 128 |
| 6.1.2 アプリケーションプログラムの作成 139 |
| 6.1.3 プログラムの実行例 149 |
| 練習問題 149 |
| 6.2 構成原子の特性 150 |
| 例題6.2 分子の構成原子の物理化学的特性を定義せよ. |
| 6.2.1 構成原子の属性 150 |
| 6.2.2 PATTYの方法 151 |
| 6.2.3 アプリケーションプログラムの作成 152 |
| 6.2.4 プログラムの実行例 179 |
| 練習問題 181 |
| 第7章 分子構造の解析 183 |
| 7.1 タンパク質の二次構造 184 |
| 例題7.1 立体構造座標データを用いて，タンパク質の二次構造を定義せよ. |
| 7.1.1 二次構造 185 |
| 7.1.2 アプリケーションプログラムの作成 186 |
| 7.1.3 プログラムの実行例 193 |
| 練習問題 196 |
| 7.2 溶媒露出表面積 197 |
| 例題7.2 分子中の各原子の溶媒露出表面積を計算せよ. |
| 7.2.1 溶媒露出表面積の計算 199 |
| 7.2.2 アプリケーションプログラムの作成 199 |
| 7.2.3 プログラムの実行例 203 |
| 練習問題 206 |
| 第8章 分子構造の比較 209 |
| 8.1立体構造の最適重ね合せ 210 |
| 例題8.1 2つの分子があって，どの原子同士が対応するかがわかっているものとする.これら分子の立体構造座標データが与えられた時，対応原子が最適に重ね合わされるように分子の座標を変換せよ. |
| 8.1.1 最適重ね合せ 210 |
| 8.1.2 アプリケーションプログラムの作成 211 |
| 8.1.3 プログラムの実行例 215 |
| 練習問題 216 |
| 8.2 立体構造の類似性の検出 217 |
| 例題8.2 2つの分子の立体構造の類似性を判定せよ. |
| 8.2.1 構造アラインメント 219 |
| 8.2.2 低分子化合物の構造アラインメント 220 |
| 8.2.3 タンパク質の構造アラインメント 221 |
| 8.2.4 アプリケーションプログラムの作成 222 |
| 8.2.5 プログラムの実行例 231 |
| 練習問題 233 |
| 補章A1 ビット列 235 |
| 補章A2 固有値・固有ベクトル 235 |
| 文献 241 |
| 索引 247 |
