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医学系のための 生化学
Biochemistry for Medical Staff and Students
群馬大学長 医博 石崎泰樹 編著
Ｂ５判／338頁／２色刷／定価4730円（本体4300円＋税10％）／2017年10月発行
ISBN 978-4-7853-5235-6
C3045
医師、看護師、薬剤師等を目指す学生にとって、生化学は人体の正常な機能を理解する上で、解剖学や生理学と並んで必須の学問であり、疾患、とくに代謝疾患、内分泌疾患、遺伝性疾患などを理解するために生化学的知識は欠かせないものである。
本書は、医療の分野に進む学生に対して、できるだけ利用しやすい生化学の教科書を目指して執筆したものである。そのため図を多用し、細かな化学反応機構についての記載は省略した。また各章末には、理解度を確かめられる確認問題または応用的知識の自主的な獲得を促す応用問題を配置した。これらの問題は可能な限り症例を用い、bench-to-bedside 的な視点を読者に提供できるように心掛けた。
医師、看護師、薬剤師等を目指す方たちの共通のプラットフォームの一つとして本書を活用していただければ幸いである。
サポート情報
◎ 教科書採用の先生方に講義用の図表ファイルをご用意しました。
ファイルのご利用は講義のみに限らせていただきます。
◎ はじめに （pdfファイル）
◎ 索引 （pdfファイル）
第I部 序 論
1．生化学への招待 ［石崎泰樹］
2．生化学を理解するための有機化学 ［荒木拓也］
第II部 生体高分子
3．アミノ酸とタンパク質 ［石崎泰樹］
4．糖 質 ［石崎泰樹］
5．脂 質 ［倉知 正］
6．ヌクレオチドと核酸 ［石崎泰樹］
第III部 代 謝
7．代謝概論 ［石崎泰樹］
8．酵 素 ［石崎泰樹］
9．補酵素とビタミン ［石崎泰樹］
10．解糖系とグルコース以外のヘキソースの代謝 ［石崎泰樹］
11．糖新生 ［石崎泰樹］
12．ペントースリン酸経路 ［石崎泰樹］
13．グリコーゲン代謝 ［石崎泰樹］
14．クエン酸回路 ［石崎泰樹］
15．電子伝達系と酸化的リン酸化 ［石崎泰樹］
16．アミノ酸代謝 ［石崎泰樹］
17．アミノ酸代謝の関与する生合成系 ［石崎泰樹］
18．ヌクレオチド代謝 ［石崎泰樹］
19．脂質代謝 ［倉知 正］
20．燃料代謝の制御と障害 ［石崎泰樹］
第IV部 遺伝子の複製と発現
21．DNAの生化学 ［丸山 敬・吉河 歩］
22．RNAの生化学と転写 ［丸山 敬・吉河 歩］
23．リボソームの生化学と翻訳 ［丸山 敬・吉河 歩］
24．染色体の生化学と発現制御 ［丸山 敬・吉河 歩］
第V部 情報伝達系
25．細胞内情報伝達（GPCRなど） ［丸山 敬］
26．細胞外情報伝達（ホルモンなど） ［丸山 敬］
はじめに （pdfファイル）
第I部 序 論
1．生化学への招待 ［石崎泰樹］
2．生化学を理解するための有機化学 ［荒木拓也］
2･1 有機化合物と共有結合
2･1･1 原子と電子
2･1･2 共有結合（単結合，二重結合，三重結合）（ルイス構造式）
2･1･3 電子殻と電子軌道
2･1･4 軌道の混成
2･1･5 芳香族性
2･1･6 イオン化エネルギー， 電子親和力と電気陰性度
2･1･7 分子の極性
2･1･8 主な官能基
2･1･9 有機化合物の命名法
2･2 立体化学
2･2･1 鏡像異性体（エナンチオマー）
2･2･2 ジアステレオマー
2･2･3 立体異性体の表示法
2･2･4 立体配座異性体
2･3 有機化合物の反応
2･3･1 有機化合物の反応機構
2･3･2 付加，置換，脱離反応
2･3･3 官能基の反応
第II部 生体高分子
3．アミノ酸とタンパク質 ［石崎泰樹］
3･1 アミノ酸
3･2 アミノ酸の分類と性質
3･2･1 非極性側鎖アミノ酸
3･2･2 無電荷極性側鎖アミノ酸
3･2･3 電荷をもつ極性側鎖アミノ酸
3･2･4 特殊なアミノ酸およびアミノ酸誘導体
3･3 ペプチド結合
3･4 タンパク質
3･4･1 タンパク質の一次構造
3･4･2 タンパク質の二次構造
3･4･3 タンパク質の三次構造
3･4･4 タンパク質の四次構造
3･4･5 タンパク質の一次構造が高次構造を決定する
3･4･6 タンパク質の翻訳後修飾
3･4･7 プロテオーム
応用問題
4．糖 質 ［石崎泰樹］
4･1 糖質の機能
4･2 単 糖
4･2･1 単糖の分類
4･2･2 単糖の環化
4･2･3 単糖の誘導体
4･3 多 糖
4･3･1 構造多糖
4･3･2 貯蔵多糖
4･4 複合糖質
4･4･1 グリコサミノグリカン
4･4･2 プロテオグリカン
4･4･3 糖タンパク質
応用問題
5．脂 質 ［倉知 正］
5･1 脂質の性質
5･2 脂質の分類
5･3 脂肪酸8
5･3･1 飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸
5･3･2 脂肪酸の構造
5･4 アシルグリセロール（中性脂肪）
5･5 リン脂質
5･5･1 グリセロリン脂質
5･5･2 スフィンゴリン脂質
5･6 糖脂質
5･7 リポタンパク質
5･8 ステロイド
5･8･1 コレステロール
5･8･2 胆汁酸
5･8･3 ステロイドホルモン
5･9 エイコサノイド
5･10 生体膜
5･10･1 生体膜の構造
5･10･2 生体膜の機能
理解度確認問題
6．ヌクレオチドと核酸 ［石崎泰樹］
6･1 ヌクレオチドの構造
6･1･1 プリンとピリミジンの構造
6･1･2 ヌクレオシド
6･1･3 ヌクレオチド
6･2 核酸の構造
6･2･1 DNAの構造
6･2･2 真核生物のDNAの構成
6･2･3 RNAの構造
理解度確認問題
第III部 代 謝
7．代謝概論 ［石崎泰樹］
7･1 異化経路
7･1･1 燃料分子の加水分解
7･1･2 構成要素のアセチルCoAへの変換
7･1･3 アセチルCoAの酸化
7･2 同化経路
7･3 代謝経路の細胞内局在
7･4 代謝の熱力学
7･4･1 代謝経路は不可逆である
7･4･2 代謝経路には初めの方に方向決定段階がある
7･4･3 異化と同化の道は異なる
7･5 代謝流量の調節
7･5･1 アロステリック調節
7･5･2 共有結合修飾
7･5･3 基質サイクル
7･5･4 遺伝子による調節
理解度確認問題
8．酵 素 ［石崎泰樹］
8･1 酵素とは何か?
8･2 酵素の分類
8･3 酵素反応速度論
8･3･1 ミカエリス・メンテン（Michaelis-Menten）モデル
8･3･2 ラインウィーバー・バーク（Lineweaver-Burk）プロット（両逆数プロット）
8･3･3 酵素の阻害
8･4 アロステリック酵素
8･5 酵素の調節
8･6 アイソザイム
応用問題
9．補酵素とビタミン ［石崎泰樹］
9･1 補因子・補酵素・共同基質・補欠分子族
9･2 ビタミンとは何か?
9･3 水溶性ビタミン
9･3･1 ビタミンB群（ビタミンB複合体）
9･3･2 ビタミンC
9･4 脂溶性ビタミン
応用問題
10．解糖系とグルコース以外のヘキソースの代謝 ［石崎泰樹］
10･1 グルコースの細胞内への輸送
10･2 解糖系の反応
10･2･1 グルコースのリン酸化
10･2･2 グルコース-6-リン酸イソメラーゼ（ホスホグルコースイソメラーゼ）
10･2･3 ホスホフルクトキナーゼ（PFK-1）
10･2･4 A型アルドラーゼ
10･2･5 トリオースリン酸イソメラーゼ
10･2･6 グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ（GAPDH）
10･2･7 ホスホグリセリン酸キナーゼ（PGK）
10･2･8 ホスホグリセリン酸ムターゼ（PGM）
10･2･9 エノラーゼ
10･2･10 ピルビン酸キナーゼ
10･3 ホモ乳酸発酵
10･4 解糖系の内分泌制御
10･5 グルコース以外のヘキソースの代謝
10･5･1 フルクトース代謝
10･5･2 マンノース代謝
10･5･3 ガラクトース代謝
理解度確認問題
11．糖新生 ［石崎泰樹］
11･1 糖新生の材料
11･1･1 アミノ酸
11･1･2 乳 酸
11･1･3 グリセロール
11･2 糖新生特有の反応
11･2･1 ピルビン酸カルボキシラーゼ反応
11･2･2 PEP カルボキシキナーゼ
11･2･3 フルクトース-1,6-ビスホスファターゼ
11･2･4 グルコース-6-ホスファターゼ
11･3 糖新生の調節
11･3･1 グルカゴンによる調節機構
11･3･2 糖新生の材料の量による調節
11･3･3 アセチルCoA による調節
11･3･4 エネルギーレベルによる調節
11･3･5 ホルモンによる長期調節機構
応用問題
12．ペントースリン酸経路 ［石崎泰樹］
12･1 不可逆的酸化反応
12･2 可逆的非酸化反応
12･3 NADPH の利用
12･3･1 還元的生合成
12･3･2 活性酸素に対する防御
12･3･3 シトクロムP450モノオキシゲナーゼ系
12･3･4 白血球による殺菌作用
12･3･5 一酸化窒素（NO）合成
理解度確認問題
13．グリコーゲン代謝 ［石崎泰樹］
13･1 グリコーゲンの構造と機能
13･1･1 肝臓グリコーゲン・筋肉グリコーゲンの量
13･1･2 グリコーゲンの構造
13･2 グリコーゲン合成
13･2･1 UDP- グルコース合成
13･2･2 グリコゲニン
13･2･3 グリコーゲンシンターゼによるグリコーゲン鎖の伸長
13･2･4 グリコーゲン中の分枝形成
13･3 グリコーゲン分解
13･3･1 グリコーゲンの分解
13･3･2 分枝の除去
13･3･3 グルコース1-リン酸からグルコース6-リン酸への変換
13･3･4 グリコーゲンのリソソームでの分解
13･4 グリコーゲン合成・グリコーゲン分解の調節
13･4･1 ホルモンによるAキナーゼを介したグリコーゲン分解の活性化
13･4･2 ホルモンによるリン酸化を介したグリコーゲン合成の抑制
13･4･3 ホスホプロテインホスファターゼ1（PP1）の調節機構
13･4･4 グリコーゲン合成・分解のアロステリックな調節
13･4･5 カルシウムによるグリコーゲン分解の活性化
理解度確認問題
14．クエン酸回路 ［石崎泰樹］
14･1 ピルビン酸のアセチルCoA への変換（酸化的脱炭酸）
14･2 クエン酸回路の諸反応
14･2･1 クエン酸シンターゼ
14･2･2 アコニターゼ
14･2･3 イソクエン酸デヒドロゲナーゼ
14･2･4 αｰケトグルタル酸（2-オキソグルタル酸）デヒドロゲナーゼ複合体
14･2･5 スクシニルCoA シンテターゼ（コハク酸チオキナーゼ）
14･2･6 コハク酸デヒドロゲナーゼ
14･2･7 フマラーゼ（フマル酸ヒドラターゼ）
14･2･8 リンゴ酸デヒドロゲナーゼ
14･3 クエン酸回路によって産生されるエネルギー
14･4 クエン酸回路の調節
14･5 クエン酸回路中間体を利用する経路
14･6 クエン酸回路の補充反応
理解度確認問題
15．電子伝達系と酸化的リン酸化 ［石崎泰樹］
15･1 電子伝達系（電子伝達鎖）
15･1･1 ミトコンドリア
15･1･2 電子伝達鎖の構成
15･1･3 電子伝達鎖の反応
15･2 酸化的リン酸化
15･2･1 化学浸透圧（仮）説
15･2･2 酸化的リン酸化と電子伝達の脱共役
15･3 酸化的リン酸化の遺伝的欠損
15･4 膜輸送系
応用問題
16．アミノ酸代謝 ［石崎泰樹］
16･1 食物中のタンパク質の消化
16･1･1 胃液によるタンパク質消化
16･1･2 膵液によるポリペプチド消化
16･1･3 小腸酵素によるオリゴペプチド消化
16･1･4 アミノ酸，ジペプチド，トリペプチドの吸収
16･2 細胞内のタンパク質分解
16･2･1 ユビキチンープロテアソーム機構
16･2･2 リソソーム
16･3 アミノ酸からの窒素除去
16･3･1 アミノ基転移（アミノトランスフェラーゼによってアミノ基をグルタミン酸に集める）
16･3･2 グルタミン酸デヒドロゲナーゼ（アミノ酸の酸化的脱アミノ）
16･3･3 アンモニアの肝臓への輸送
16･4 尿素回路
16･4･1 尿素回路の反応
16･4･2 尿素回路の調節
16･5 アミノ酸の合成と分解
16･5･1 アミノ酸の分解
16･5･2 非必須アミノ酸の生合成
16･6 アミノ酸代謝の代謝異常
16･6･1 フェニルケトン尿症（PKU）
16･6･2 メープルシロップ尿症（MSUD）
16･6･3 白子症
16･6･4 ホモシスチン尿症
16･6･5 アルカプトン尿症
理解度確認問題
17．アミノ酸代謝の関与する生合成系 ［石崎泰樹］
17･1 ポルフィリン代謝
17･1･1 ヘムの生合成
17･1･2 ヘムの分解
17･2 他の窒素含有化合物の産生
17･2･1 カテコールアミン
17･2･2 セロトニン
17･2･3 γ-アミノ酪酸（GABA）
17･2･4 ヒスタミン
17･2･5 クレアチン
17･2･6 メラニン
理解度確認問題
18．ヌクレオチド代謝 ［石崎泰樹］
18･1 プリンヌクレオチド合成 166
18･1･1 リボースリン酸ピロホスホキナーゼ（PRPP シンテターゼ）
18･1･2 アミドホスホリボシルトランスフェラーゼ
18･1･3 5ｰホスホｰβｰリボシルアミンからのイノシン一リン酸（IMP）合成
18･1･4 IMP のAMP およびGMP への変換
18･1･5 ヌクレオシド一リン酸のヌクレオシド二リン酸，ヌクレオシド三リン酸への変換
18･1･6 プリンのサルベージ経路（再利用経路）
18･2 ピリミジンヌクレオチド合成
18･2･1 カルバモイルリン酸合成
18･2･2 オロト酸合成
18･2･3 ピリミジンヌクレオチドの生成
18･2･4 ウリジン三リン酸（UTP）とシチジン三リン酸（CTP）の合成
18･3 デオキシリボヌクレオチド合成
18･3･1 リボヌクレオチドレダクターゼ（RNR）
18･3･2 デオキシリボヌクレオチド合成の調節
18･3･3 dUMP からのチミジン一リン酸合成
18･3･4 ピリミジンの再利用（サルベージ）
18･4 プリンヌクレオチドの分解
18･4･1 小腸での核酸の分解
18･4･2 尿酸生成
18･4･3 プリンヌクレオチド回路
18･4･4 プリン分解に関連した疾患
18･5 ピリミジンヌクレオチドの分解
理解度確認問題
19．脂質代謝 ［倉知 正］
19･1 脂質の消化と吸収
19･2 脂質の輸送
19･2･1 食物由来の脂質の輸送
19･2･2 肝臓で合成された脂質の輸送
19･3 脂肪酸の分解
19･3･1 貯蔵脂質の動員
19･3･2 脂肪酸のミトコンドリア内への輸送
19･3･3 脂肪酸のβ酸化
19･4 ケトン体の生成と利用
19･5 脂肪酸の生合成
19･5･1 細胞質へのアセチルCoAの供給
19･5･2 マロニルCoAの生成
19･5･3 脂肪酸合成酵素
19･6 トリアシルグリセロールの生合成
19･7 グリセロリン脂質の代謝
19･8 スフィンゴ脂質の代謝
19･9 コレステロールの代謝
19･9･1 コレステロールの生合成
19･9･2 コレステロールの代謝産物
19･10 エイコサノイドの代謝
応用問題
20．燃料代謝の制御と障害 ［石崎泰樹］
20･1 臓器・器官による代謝の分業
20･1･1 脳
20･1･2 筋 肉
20･1･3 脂肪組織
20･1･4 肝 臓
20･1･5 腎 臓
20･1･6 血 液
20･2 燃料代謝の内分泌制御
20･2･1 インスリン
20･2･2 グルカゴンとアドレナリン
20･3 燃料代謝の障害
20･3･1 飢餓時
20･3･2 糖尿病
理解度確認問題
第IV部 遺伝子の複製と発現
21．DNAの生化学 ［丸山 敬・吉河 歩］
21･1 セントラルドグマ
21･2 DNA複製
21･2･1 複製とは
21･2･2 複製起点
21･2･3 複製フォーク
21･2･4 DNAヘリカーゼ
21･2･5 DNAトポイソメラーゼ
21･2･6 複製フォークでのDNA合成
21･2･7 ラギング鎖合成
21･2･8 DNAポリメラーゼ
21･2･9 原核生物のDNAポリメラーゼ
21･2･10 真核生物のDNAポリメラーゼ
21･2･11 テロメア
21･2･12 DNA複製開始機構
21･2･13 細胞周期とDNA複製
21･2･14 PCR
21･2･15 DNA修復
21･2･16 DNA → RNA
21･2･17 染色体とエピジェネティクス
理解度確認問題
22．RNAの生化学と転写 ［丸山 敬・吉河 歩］
22･1 転写とは
22･2 原核生物における転写
22･2･1 RNAポリメラーゼ
22･2･2 転写開始
22･2･3 伸長反応
22･2･4 終 結
22･3 真核生物における転写
22･3･1 RNA ポリメラーゼ
22･3･2 転写開始
22･3･3 ポリメラーゼIIの尾部
22･3･4 伸長反応
22･3･5 終 結
22･3･6 転写後修飾
22･3･7 5´末端キャップ構造
22･3･8 3´末端ポリアデニル化
22･3･9 RNAスプライシング
22･3･10 トランススプライシング
理解度確認問題
23．リボソームの生化学と翻訳 ［丸山 敬・吉河 歩］
23･1 翻訳とは?
23･2 コドンと読み枠
23･2･1 tRNA，アミノアシルtRNA
23･3 リボソーム
23･4 翻訳開始
23･5 翻訳伸長
23･6 翻訳終結
23･7 読み枠と突然変異
23･7･1 サイレント変異
23･7･2 ミスセンス変異
23･7･3 ナンセンス変異
23･7･4 フレームシフト変異
理解度確認問題
24．染色体の生化学と発現制御 ［丸山 敬・吉河 歩］
24･1 遺伝子発現調節
24･2 原核生物（細菌）における遺伝子発現制御
24･3 ラクトースlac オペロン
24･4 真核生物における遺伝子発現制御
24･5 シス作用調節配列
24･6 mRNAでの制御
24･7 翻訳過程における調節
24･8 遺伝子クラスターを形成している遺伝子の発現
24･9 エピジェネティックな制御（ヒストンアセチル化，DNAメチル化）
24･10 インプリンティング
24･11 トランスポゾンとレトロポゾン
理解度確認問題
第V部 情報伝達系
25．細胞内情報伝達（GPCRなど） ［丸山 敬］
25･1 情報（シグナル）伝達とは？
25･2 酵素の制御における情報伝達
25･3 カスケード経路
25･4 情報伝達と薬学
25･5 細胞の内と外
25･6 情報伝達の標的
25･7 細胞表面受容体
25･8 細胞内受容体
25･9 セカンドメッセンジャー
25･10 cAMP
25･11 Ca2＋：カルモジュリン
25･12 IP3とDAG
25･13 毒ガス
25･14 受容体チロシンキナーゼ
25･15 MAPK系
25･16 GPCRと三量体GTP結合タンパク質
25･17 チャネル受容体
25･18 ステロイド受容体
25･19 メカニカル情報伝達（mechanotransduction）
理解度確認問題
26．細胞外情報伝達（ホルモンなど） ［丸山 敬］
26･1 細胞外情報伝達物質の分類
26･2 いわゆるホルモン
26･3 ステロイドホルモン
26･4 ステロイドホルモンの作用機序
26･5 ステロイドホルモンの産生
26･6 甲状腺ホルモン
26･7 インスリン
26･8 インスリン受容体
26･9 グルカゴン様ペプチド
26･10 脂質情報伝達物質と抗炎症薬
理解度確認問題
索引 （pdfファイル）
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石崎 泰樹
いしざき やすき
1955年 宮城県に生まれる。東京大学医学部卒業、東京大学大学院医学系研究科博士課程修了。東京医科歯科大学助手、神戸大学助教授、群馬大学助教授などを経て現職。主な訳書に『症例ファイル 生化学』『イラストレイテッド生化学 原書6版』（以上 共監訳、丸善出版）、『カラー図解 アメリカ版大学生物学の教科書 第1巻〜第5巻』（共監訳、講談社）などがある。
（情報は初版刊行時のものから一部修正しております）
医薬系のための 生物学
メディカル化学
コ・メディカル化学
（改訂版）
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