学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate		理・博前
時間割コード
Registration Code		2601059
科目区分
Course Category		先端専門講義科目群（通常講義）
Advanced Science Classes (Lectures)
科目名　【日本語】
Course Title		分子物性学特別講義Ａ
科目名　【英語】
Course Title		Special Lecture on Molecular Science A
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員　【日本語】
Instructor		倭 剛久 ○ 川口 一朋
担当教員　【英語】
Instructor		YAMATO Takahisa ○ KAWAGUCHI Kazutomo
単位数
Credits		1
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period		春集中 その他 その他
Intensive(Spring) Other Other
授業形態
Course style		講義
Lecture
学科・専攻
Department / Program
理学専攻
Division of Natural Science
必修・選択
Required / Selected
選択
Elective


授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)
タンパク質や脂質などの生体分子系が関わる生命現象を理解するための解析力学と統計力
学の基礎および分子動力学の計算手法を学習する。
授業の目的　【英語】
Goals of the Course
The purpose of this class is to learn the fundamentals of analytical mechanics and
statistical mechanics and molecular dynamics computational methods to understand
biological phenomena involving biomolecular systems such as proteins and lipids.
到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
生体分子の動力学や物性を研究するために用いる分子動力学計算や自由エネルギー計算の
手法を習得し、それを実際の研究活動に応用できるようになる。
到達目標　【英語】
Objectives of the Course
生体分子の動力学や物性を研究するために用いる分子動力学計算や自由エネルギー計算の
手法を習得し、それを実際の研究活動に応用できるようになる。
授業の内容や構成
Course Content / Plan
1. 生体分子系の基礎
1.1. 生物と非生物の違い
1.2. 生物を構成する分子とその役割
2. 解析力学、統計力学の復習
2.1. 運動方程式
2.2. 拘束の動力学
2.3. アンサンブルと自由エネルギー
3. 分子動力学計算の基礎と応用
3.1. 運動方程式の数値解法
3.2. 生体分子を表すポテンシャル
3.3. アンサンブルの生成方法
4. 粗視化シミュレーションのためのランジュバン動力学
4.1. 一次元ランダムウォーク
4.2. ブラウン運動
4.3. 拡散方程式
4.4. ランジュバン方程式
4.5. 揺動散逸定理
5. 生体分子の全原子モデルと粗視化モデル
6. 生体分子反応を理解するための自由エネルギー計算
1. Fundamentals of biomolecular systems
1.1. Difference between living and non-living things
1.2. Molecules that make up living things and their roles
2. Review of analytical mechanics and statistical mechanics
2.1. Equations of motion
2.2. Dynamics under constraints
2.3. Ensembles and free energy
3. Fundamentals and applications of molecular dynamics simulations
3.1. Numerical solutions to equations of motion

3.2. Potentials representing biomolecules
3.3. How to generate ensembles
4. Langevin dynamics for coarse-grained simulations
4.1. One-dimensional random walk
4.2. Brownian motion
4.3. Diffusion equation
4.4. Langevin equation
4.5. Fluctuation-dissipation theorem
5. All-atom models and coarse-grained models for biomolecules
6. Free energy calculations to understand biomolecular reactions
履修条件
Course Prerequisites
この科目は日本語で提供されます。
（This class is taught in Japanese.）
関連する科目
Related Courses
解析力学、統計物理学I、統計物理学II、生物物理学I、生物物理学II、化学物理学
成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria
授業で出題される課題のレポートで評価する。
教科書・テキスト
Textbook
必要に応じて参考文献を紹介する。
参考書
Reference Book
必要に応じて参考文献を紹介する。
課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours)
授業の前に前回の授業の内容を復習しておくこと。
Before the class, students must review the content of the last class.
注意事項
Notice for Students
授業前に資料を配付する。
他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance
他学科聴講の条件
Conditions of Other department student's attendance
レベル
Level
キーワード
Keyword
分子動力学、自由エネルギー、粗視化シミュレーション、Langevin方程式、タンパク質、
脂質、複合体形成
履修の際のアドバイス
Advice
授業開講形態等
Lecture format, etc.
対面で実施する。
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class)