第1部 構造生物学の基礎 |
第1章 生物学から構造生物学へ-生物学と構造化学の融合 3 |
1.1 構造生物学の重要性とその応用 3 |
1.2 生命-細胞,核酸,タンパク質 5 |
1.3 遺伝子からタンパク質へ-セントラルドグマ 5 |
1.4 タンパク質の分類 7 |
1.5 細胞内のタンパク質-適所,適量,適時の調節 9 |
第2章 機能性生体高分子(核酸やタンパク質)ができるまで-小分子から生体高分子へ 11 |
2.1 核酸・タンパク質の基本構造 11 |
2.1.1 核酸の構成単位-糖,塩基,リン酸 11 |
2.1.2 核酸(DNA)の高次構造 12 |
2.1.3 タンパク質の構成単位-アミノ酸 17 |
2.1.4 アミノ酸から一次構造へ-ペプチド結合 22 |
2.1.5 一次構造から二次構造へ 25 |
2.1.6 二次構造から三次構造へ 36 |
2.1.7 三次構造から四次構造へ 36 |
2.2 立体構造構築原理 42 |
2.2.1 構造安定化因子-さまざまな相互作用 42 |
2.2.2 一次構造から立体(三次)構造へ-タンパク質のフォールディング 49 |
2.2.3 構造の柔軟性 52 |
2.3 タンパク質の立体構造がもつ特徴のまとめ 53 |
第2部 細胞における機能分子の構造生物学 |
第3章 遺伝情報の発現-転写や翻訳にかかわるタンパク質や核酸 57 |
3.1 転写システム 58 |
3.1.1 HTHモチーフによる転写制御 59 |
3.1.2 Znフィンガーモチーフによる転写制御 65 |
3.1.3 他のモチーフによる転写制御 68 |
3.1.4 転写開始 70 |
3.2 翻訳システム-リボソーム 71 |
第4章 エネルギーの獲得-生命活動に必要なエネルギー生成にかかわるタンパク質 78 |
4.1 光合成にかかわるタンパク質 78 |
4.2 細胞呼吸にかかわるタンパク質 84 |
4.2.1 シトクロムc酸化酵素 85 |
4.2.2 ATP合成酵素 87 |
4.3 電子伝達タンパク質 89 |
4.3.1 c型シトクロム 89 |
4.3.2 鉄-硫黄クラスタータンパク質 92 |
第5章 物質輸送 96 |
5.1 トランスポーターとポンプタンパク質 97 |
5.1.1 カルシウムATPase(Ca2+-ATPase) 97 |
5.1.2 核内外への輸送-インポーチン,エクスポーチン 102 |
5.1.3 バクテリオロドプシン 104 |
5.2 小分子輸送タンパク質-ヘモグロビン,ミオグロビン 107 |
5.2.1 生理的性質 108 |
5.2.2 ミオグロビンとヘモグロビンの構造 109 |
5.2.3 オキシ型とデオキシ型の四次構造変化 110 |
5.2.4 グロビンフォールドタンパク質の進化 114 |
第6章 情報(シグナル)伝達 117 |
6.1 細胞表面の受容体(レセプター) 118 |
6.1.1 イオンチャネル連結型レセプター 118 |
6.1.2 酵素連結型レセプター 119+ |
6.1.3 Gタンパク質共役型レセプター 119 |
6.2 細胞内シグナル伝達分子 121 |
6.2.1 GTP結合タンパク質(Gタンパク質) 122 |
6.2.2 プロティンキナーゼ 126 |
6.2.3 標的タンパク質 130 |
6.2.4 ヌクレオチド結合性調節タンパク質の進化 141 |
6.2.5 カリウムチャネルと水チャネル分子 143 |
第7章 代謝 147 |
7.1 酵素反応 148 |
7.2 加水分解酵素-セリンプロテアーゼ 152 |
7.2.1 活性部位の構造の特徴 153 |
7.2.2 反応機構 155 |
7.2.3 他の加水分解酵素 157 |
7.3 酸化還元酵素-乳酸脱水素酵素 160 |
7.4 ラジカル酵素 162 |
7.5 酵素に見られる立体特異性 163 |
7.6 酵素の分子進化 165 |
7.7 分子シャペロン-シャペロニン:GroEL・GroES複合体 170 |
第8章 免疫 174 |
8.1 抗体-IgG 176 |
8.1.1 全体構造 176 |
8.1.2 抗原結合部位 178 |
8.2 MHCとT細胞受容体 180 |
8.2.1 MHCの構造 180 |
8.2.2 MHC分子とペプチドの結合 181 |
8.2.3 T細胞受容体・ペプチド・MHC複合体の構造 183 |
第9章 骨格(構造)形成 185 |
9.1 コラーゲン 186 |
9.2 ウイルスの外殻(キャプシド) 190 |
コラム:発光タンパク質と蛍光タンパク質 192 |
第10章 基本構造のまとめ 195 |
10.1 αドメインタンパク質 195 |
10.1.1 4本αヘリックスバンドル構造 195 |
10.1.2 グロビンフォールド 197 |
10.2 βドメインタンパク質 201 |
10.2.1 βバレル 201 |
10.2.2 βサンドイッチ 203 |
10.2.3 βヘリックス 205 |
10.3 α/βドメインタンパク質 207 |
10.3.1 バレル型α/βドメイン 207 |
10.3.2 オープンシート型α/βドメイン 210 |
10.4 α+βドメインタンパク質 212 |
第3部 構造生物学研究の方法論 |
第11章 回折・散乱法 217 |
11.1 X線結晶解析法 217 |
11.1.1 精製・結晶化 217 |
11.1.2 X線源 219 |
11.1.3 クライオ実験技術 222 |
11.1.4 回折強度データ収集 223 |
11.1.5 結晶構造解析 225 |
11.2 中性子結晶解析法 227 |
11.3 電子顕微鏡法 229 |
11.4 FEL(自由電子レーザー)法 229 |
第12章 分光法 231 |
12.1 振動分光法 231 |
12.1.1 赤外分光法 232 |
12.1.2 ラマン分光法 233 |
12.2 磁気共鳴分光法 233 |
12.2.1 NMR法 234 |
12.2.2 EPR法 235 |
第13章 理論的手法-分子動力学法,分子軌道法 237 |
第14章 バイオインフォマティクス 239 |
14.1 構造・機能予測 239 |
14.2 Protein Data Bank(PDB) 241 |
14.3 分子の表示 245 |
索引 247 |
第1部 構造生物学の基礎 |
第1章 生物学から構造生物学へ-生物学と構造化学の融合 3 |
1.1 構造生物学の重要性とその応用 3 |
1.2 生命-細胞,核酸,タンパク質 5 |
1.3 遺伝子からタンパク質へ-セントラルドグマ 5 |
1.4 タンパク質の分類 7 |