| 1. アミノ酸から蛋白質，遺伝子から蛋白質－生体の物質変換と情報変換を学ぶ－ |
| 1.1 DNAの構造と性質 1 |
| 1.2 DNAの複製 5 |
| 1.3 転写と翻訳 6 |
| 1.4 RNAの生合成 7 |
| 1.4.1 転写の開始・終結と転写単位 10 |
| 1.4.2 転写制御 10 |
| 1.4.3 転写後のプロセシング 12 |
| 1.4.4 生体外転写反応の利用 13 |
| 1.5 蛋白質の生合成 14 |
| 1.5.1 蛋白質生合成装置（リボソーム） 20 |
| 1.5.2 tRNAを中心に見た翻訳 22 |
| 1.5.3 翻訳後のプロセシング 31 |
| 1.5.4 蛋白質生合成系の利用 32 |
| 演習問題 36 |
| 2. 分子生物学で用いる基本技術－分子生物学の技法を使いこなす－ |
| 2.1 遺伝子の操作 38 |
| 2.1.1 大腸菌での蛋白質合成のためのプラスミド作製 38 |
| 2.1.2 プラスミドへのDNAの導入（DNAの切断および連結） 40 |
| 2.1.3 PCR法によるDNAの増幅と点変異の導入 43 |
| 2.1.4 DNA化学合成法 46 |
| 2.1.5 DNAのゲル電気泳動 47 |
| 2.1.6 大腸菌の形質転換と大腸菌からのプラスミド単離 48 |
| 2.1.7 DNA配列の確認 50 |
| 2.2 蛋白質に関する操作 51 |
| 2.2.1 大腸菌での蛋白質合成 51 |
| 2.2.2 Hisタグをもつ蛋白質の精製 52 |
| 2.2.3 SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動による蛋白質の分離と確認 54 |
| 2.2.4 抗体を用いた蛋白質の検出 55 |
| 2.3 培養細胞に関する操作 58 |
| 2.3.1 細胞の入手と取り扱い 58 |
| 2.3.2 生細胞数の測定 60 |
| 2.3.3 DNAやRNAの細胞内導入 61 |
| 2.3.4 細胞内での蛋白質の挙動の観察 64 |
| 演習問題 66 |
| 3. 細胞内で機能する人工分子－生き物の中で化学を使いこなす－ |
| 3.1 人工生体分子の分類 67 |
| 3.1.1 構造面からの分類 68 |
| 3.1.2 機能面からの分類 69 |
| 3.2 バイオ誤認識分子 71 |
| 3.2.1 生理活性分子アナログの例：ペプチドアナログ 71 |
| 3.2.2 DNAポリメラーゼやRNAポリメラーゼによって誤認識されるヌクレオチドアナログ 73 |
| 3.2.3 核酸アナログ 76 |
| 3.2.4 核酸サロゲート（ペプチド核酸） 78 |
| 3.2.5 人工機能をもつ核酸サロゲート 82 |
| 3.2.6 核酸塩基をもたない核酸サロゲート 85 |
| 3.2.7 DNA結合低分子 86 |
| 3.3 蛋白質生合成系に組み込まれるアミノ酸アナログ 88 |
| 3.4 バイオ直交分子 91 |
| 3.4.1 バイオ直交反応 91 |
| 3.4.2 生体由来のバイオ直交相互作用 94 |
| 3.5 バイオ直交機能分子としての抗体 96 |
| 3.5.1 ペプチド特異的モノクローナル抗体 96 |
| 3.5.2 触媒抗体 97 |
| 3.5.3 人工機能分子に対する抗体 99 |
| 演習問題 104 |
| 4. 人工生体分子から機能生命体へ－合成生命体にアプローチする－ |
| 4.1 アミノ酸の拡張に要求されるバイオ直交条件 105 |
| 4.2 バイオ直交tRNAの探索 107 |
| 4.3 バイオ直交ARSの探索 109 |
| 4.3.1 tRNAの試験管中でのアミノアシル化 109 |
| 4.3.2 天然のtRNA－ARS対の改変 110 |
| 4.3.3 有機化学的なtRNA特異的アミノアシル化 113 |
| 4.4 コドン－アンチコドン対の拡張 114 |
| 4.5 生体外蛋白質生合成系を用いた非天然変異蛋白質の作製 116 |
| 演習問題 120 |
| 5. 遺伝子発現の制御 －生物機能を操る－ |
| 5.1 遺伝子発現の制御 121 |
| 5.2 細胞内遺伝子発現の人工的な抑制 123 |
| 5.2.1 アンチセンスとアンチジーン 123 |
| 5.2.2 リボザイム 126 |
| 5.2.3 RNA干渉（RNAi） 128 |
| 5.3 遺伝子破壊 131 |
| 演習問題 133 |
| 6. 進化分子工学－未知の生物機能を創る－ |
| 6.1 進化分子工学的手法の概要 134 |
| 6.2 変異遺伝子ライブラリーの作製 135 |
| 6.3 RNAの進化分子工学 138 |
| 6.4 アプタマー 140 |
| 6.5 クローニングと解析 141 |
| 6.6 蛋白質の進化分子工学 142 |
| 演習問題 145 |
| 7. 人工生体分子の医療応用－化学を診断や治療につなげる－ |
| 7.1 細胞特異的結合分子や分子標的薬の開発指針 146 |
| 7.2 細胞膜に存在する標的分子の同定－細胞表面の構造と細胞を特徴づける分子－ 151 |
| 7.3 標的分子に特異的に結合するプローブの探索 152 |
| 7.3.1 One-Bead One-Compound法 153 |
| 7.3.2 ICタグ法 155 |
| 7.3.3 位置スキャンライブラリー 156 |
| 7.3.4 細胞プローブを用いずにがん細胞特異的な薬剤送達を行う方法 158 |
| 7.4 細胞プローブや分子プローブの蛍光標識と標的細胞や標的分子の蛍光検出－分子イメージング－ 159 |
| 7.4.1 細胞プローブや分子プローブの蛍光標識 159 |
| 7.4.2 共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡 160 |
| 7.4.3 近赤外蛍光標識剤を用いた生体イメージング 161 |
| 7.4.4 蛍光法以外の生体イメージング 162 |
| 7.5 抗体を用いた分子標的薬 164 |
| 7.6 現在使用されている抗がん剤 165 |
| 7.7 細胞への薬剤導入 166 |
| 7.7.1 種々の細胞膜透過機構 167 |
| 7.8 細胞中の特定の分子に作用する分子標的薬剤 175 |
| 7.8.1 現在実用化されている分子標的薬 175 |
| 7.8.2 理想的な薬剤を目指して 177 |
| 演習問題 180 |
| 参考文献 181 |
| 演習問題解答 182 |
| 索引 187 |
| Column |
| 淡色効果 4 |
| DNAの重合と合成高分子の作製との違い 6 |
| 転写反応を引き起こす酵素 9 |
| 多糖類，糖脂質，糖蛋白質 36 |
| 蛍光性蛋白質 65 |
| ペプチド固相合成 100 |
| DNA固相合成 103 |
| 光学活性非天然アミノ酸の合成法 119 |
| DNAマイクロアレイ 178 |
| プロテオーム解析 179 |
| 1. アミノ酸から蛋白質，遺伝子から蛋白質－生体の物質変換と情報変換を学ぶ－ |
| 1.1 DNAの構造と性質 1 |
| 1.2 DNAの複製 5 |
| 1.3 転写と翻訳 6 |
| 1.4 RNAの生合成 7 |
| 1.4.1 転写の開始・終結と転写単位 10 |
