科学技術と共に歩む

1.　バイオテクノロジーとコンピュータ
1.1　バイオテクノロジーの展望
1.2　新しいコンピュータ像
　　1.2.1　コンピュータと情報
　　1.2.2　遺伝情報とコンピュータ
1.3　バイオテクノロジーにおけるコンピュータ利用
　　1.3.1　いろいろなレベルでのコンピュータ利用
　　1.3.2　本書の構成
2.　生体高分子の構造と情報
2.1　遺伝情報・核酸・蛋白質
2.2　遺伝子の構造
　　2.2.1　核酸の構造と遺伝子の発現
　　2.2.2　遺伝子工学の基礎
　　2.2.3　DNA，RNAの立体構造
2.3　蛋白質の階層的構造
　　2.3.1　蛋白質の一次構造
　　2.3.2　蛋白質の二次構造
　　2.3.3　蛋白質の三次構造
　　2.3.4　蛋白質のプロセシング
　　2.3.5　蛋白質複合体
3.　データベースの利用
3.1　代表的なデータベース
　　3.1.1　遺伝情報データベース
　　3.1.2　蛋白質情報データベース
　　3.1.3　統合型データベース
　　3.1.4　文献データベース
3.2　個人データベースの活用
　　3.2.1　簡単で実用的なデータベース
　　3.2.2　関係データベース
4.　遺伝子解析の実験支援
4.1　DNA配列データを得るまで
　　4.1.1　決定配列の入力
　　4.1.2　配列断片の自動結合
　　4.1.3　公共データベースへの登録
4.2　DNA配列情報に基づく実験の支援
　　4.2.1　制限酵素部位の検索
　　4.2.2　プラスミドマップの作成
　　4.2.3　PCRのプライマー設計
　　4.2.4　読み枠の検索
　　4.2.5　コドン使用と逆翻訳
5.　遺伝子情報の解析
5.1　コード領域の予測
　　5.1.1　塩基配列のかたよりを生み出す要因
　　5.1.2　進化的考察に基づく単純な予測法
　　5.1.3　コドン頻度表を用いる方法
　　5.1.4　三塩基周期性に着目する方法
　　5.1.5　ニューラルネットを用いる方法
5.2　遺伝子上のシグナルの識別
　　5.2.1　重み行列法
　　5.2.2　原核生物プロモーターの解析
　　5.2.3　真核生物プロモーターの解析
　　5.2.4　スプライス部位の解析
　　5.2.5　転写終結シグナル
　　5.2.6　翻訳開始シグナル
5.3　核酸の立体構造予測
　　5.3.1　RNAの立体構造予測
　　5.3.2　DNAの構造予測
6.　アミノ酸配列情報の解析
6.1　アミノ酸組成の解析
　　6.1.1　平均アミノ酸組成
　　6.1.2　配列解析への応用
6.2　疎水性領域の解析
　　6.2.1　疎水性パラメータ
　　6.2.2　膜貫通性部位の予測
　　6.2.3　膜蛋白質のトポロジー
　　6.2.4　両親媒性のヘリックス
　　6.2.5　抗原性決定部位の予測
6.3　蛋白質の機能シグナル
　　6.3.1　局在化シグナル
　　6.3.2　修飾部位の予測
　　6.3.3　切断／分解シグナル
6.4　蛋白質の機能モチーフ
　　6.4.1　モチーフとは
　　6.4.2　モチーフ検索
7.　ホモロジー検索
7.1　配列のホモロジー
　　7.1.1　ホモロジーと進化
　　7.1.2　ドットプロット法
7.2　配列のアラインメント
　　7.2.1　アラインメントのモデル
　　7.2.2　ホモロジースコア
　　7.2.3　アミノ酸の類縁性指標
　　7.2.4　ダイナミックプログラミング法
　　7.2.5　局所アラインメント
7.3　高速化への工夫
　　7.3.1　並列コンピュータの利用
　　7.3.2　FASTAプログラム
　　7.3.3　BLASTプログラム
7.4　ホモロジー検索の実際
　　7.4.1　BLASTサーバ
　　7.4.2　検索結果の解釈
7.5　マルチプルアラインメント
　　7.5.1　モチーフ抽出と専用エディタ
　　7.5.2　種々のアルゴリズム
　　7.5.3　マルチプルアラインメントの実際
8.　蛋白質の立体構造予測
8.1　構造予測の意味
　　8.1.1　Anfinsenの仮説
　　8.1.2　立体構造予測の階層性
8.2　代表的な二次構造予測法
　　8.2.1　Chou-Fasman法
　　8.2.2　Garnierらの方法
　　8.2.3　その他の方法
　　8.2.4　二次構造予測の実際
8.3　三次構造予測の可能性
　　8.3.1　蛋白質の格子モデル
　　8.3.2　蛋白質の逆フォールディング問題
8.4　3D－1D法
9.　立体構造のモデリング
9.1　モデリングの必要性
9.2　主鎖のモデリング
9.3　側鎖のモデリング
　　9.3.1　側鎖ロータマー構造
　　9.3.2　徐冷モンテカルロ法
　　9.3.3　遺伝的アルゴリズム
　　9.3.4　行き止まり排除法
9.4　モデリングの具体例
　　9.4.1　抗体のモデリング
　　9.4.2　酵素のモデリング
10.　分子構造のシミュレーション計算
10.1　構造エネルギー計算
10.2　構造エネルギーの極小化
10.3　分子動力学とモンテカルロ法
10.4　計算の応用例
　　10.4.1　ディスタンスジオメトリー計算
　　10.4.2　自由エネルギー計算
11.　生体分子の設計
11.1　蛋白質安定化の設計
　　11.1.1　蛋白質内部の相互作用による安定化
　　11.1.2　蛋白質と溶媒分子との相互作用による安定化
　　11.1.3　蛋白質変性状態の不安定化による天然状態の安定化
　　11.1.4　蛋白質安定化因子の加算性
11.2　新規人工蛋白質の設計
　　11.2.1　新規人工蛋白質の設計手順
　　11.2.2　新規人工蛋白質の設計と合成例
11.3　触媒抗体
12.　コンピュータの具体的利用
12.1　コンピュータ利用の基礎知識
　　12.1.1　代表的なコンピュータシステム
　　12.1.2　典型的な利用環境
12.2　コンピュータグラフィックスの利用
　　12.2.1　分子グラフィックスの手順
　　12.2.2　パーソナルコンピュータによる具体例
12.3　ネットワークの利用
　　12.3.1　小規模なネットワーク
　　12.3.2　電話回線を利用するネットワーク
　　12.3.3　大規模なネットワーク
　　12.3.4　バイオ関係のネットワークサービス
付録
索引