学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate		理・博前
時間割コード
Registration Code		2630206
科目区分
Course Category		Ｂ類
Category B
科目名　【日本語】
Course Title		分子物性学特別講義２
科目名　【英語】
Course Title		Special Lecture on Molecular Science 2
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 ○ 森 俊文
担当教員　【英語】
Instructor		YAMATO Takahisa ○ MORI Toshifumi
単位数
Credits		1
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period		秋集中 その他 その他
Intensive(Fall) 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)
タンパク質をはじめとした生体分子が機能する過程をシミュレーションを通して理解する。
そのための解析力学・統計力学の基礎および分子動力学の計算手法と解析手法を学習する。
授業の目的　【英語】
Goals of the Course
The purpose of the class is to learn through computer simulations how proteins and biomolecules function. To do so, the fundamentals of analytical and statistical mechanics necessary to understand molecular dynamics simulations will be reviewed.
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. 生物の中での生体分子と機能
1.2. 生体分子の構成要素と階層性（原子から高次構造まで）

2. 解析力学、統計力学の基礎
2.1. 運動方程式
2.2. アンサンブルと自由エネルギー
2.3. 動力学解析

3. 分子動力学法
3.1. 運動方程式の数値計算
3.2. ポテンシャルと量子力学、古典力場
3.3. 周期境界条件
3.4. 拘束、外力

4. 自由エネルギーと速度論
4.1. 拡張サンプリング
4.2. 反応速度論

5. 生体分子のシミュレーション
5.1. タンパク質の全原子モデリング
5.2. 運動の階層性

6. 生体分子における化学反応・構造遷移・機能発現

1. Fundamentals of biomolecular systems
1.1. Biomolecules in biological systems and its role
1.2. Hierarchical structure of biomolecules (from atoms to higher order structures)

2. Fundamentals of analytical and statistical mechanics
2.1. Equations of motion
2.2. Ensembles and free energy
2.3. Dyanmics

3. Fundamentals of molecular dynamics
3.1. Numerical solutions to equations of motion
3.2. Quantum mechanics, classical force fields, and potential functions
3.3. Periodic boundary condition
3.4. Constraints and external forces

4. Free energy and kinetics
4.1. Enhanced sampling
4.2. Reaction rate theory

5. Simulation of biomolecules
5.1. All atom modeling of biomolecules
5.2. Hierarchy in motion

6. Chemical reactions, conformational transitions, and functions in biomolecules
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
理論化学、分子動力学、構造ダイナミクス、自由エネルギー、タンパク質、生体分子、酵素
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)