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生物有機化学

生体物質の化学変化を生化学と有機化学との二つの視点で扱う学問

生物有機化学（せいぶつゆうきかがく、英語：bioorganic chemistry）は生体物質の化学変化を生化学と有機化学との二つの視点で扱う学問である。[1][2][3]

概要

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従来の生化学は生体分子を分子構造で捉えるというよりも、他の生体分子との関連性によって捉えていたが、[4]生物有機化学においては分子そのものの分子構造を有機化学的に捉えることにより、よりミクロな現象を明らかにするところを主な題目とする。

核酸、タンパク質、脂肪いずれにおいても、ある生体物質の変換を生化学的アプローチと有機化学的アプローチを比べてみるとその特性が全く異なることに気づかされる。

例えば、脂肪からグリセリンと脂肪酸（特に脂肪酸ナトリウム塩が石鹸であることに注意してもらいたい）とに加水分解する反応を取り上げてみても、石鹸工場、すなわち有機化学プロセスでは、水酸化ナトリウムなど強アルカリ存在下煮沸させて反応を進行させる。一方、生体内での生化学的プロセスでは30～40℃の環境下で、しかも脂肪以外の生体物質が混在する中で、酵素リパーゼは脂肪だけを選択的に加水分解する。

酵素の研究

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有機化学プロセスにおける反応論的過程は大抵のものが明確になっている。一方で酵素の反応論的過程については、近年では計算化学によるシミュレーション[5]や放射光X線解析、[6]タンパク質NMR解析[7]などの進歩により酵素反応の遷移状態も含めて解明が進んできたとはいえ、[8][9][10][11]それらがいまだに不明の酵素も数多く存在する。

ケミカルバイオロジー

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上述したような生化学と一般有機化学の鬩ぎ合いの中で、新しい有機化学の方法論を見出してゆくのが生物有機化学の主要なテーマとなる。[1][2]近年ではこの学問領域のことを、ケミカルバイオロジーと呼ばれることもある。[3][12][13]

脚注

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  1. ^ a b Dugas, H., & Penney, C. (2013). Bioorganic chemistry: a chemical approach to enzyme action. Springer Science & Business Media.
  2. ^ a b Schmuck, C., & Wennemers, H. (2004). Highlights in bioorganic chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.: Weinheim.
  3. ^ a b 宍戸昌彦, & 大槻高史. (2008). 生物有機化学~ ケミカルバイオロジーへの展開~. 裳華房.
  4. ^ Champe, P. C., Harvey, R. A., & Ferrier, D. R. (2005). Biochemistry. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. ^ Jensen, F. (2017). Introduction to computational chemistry. John wiley & sons.
  6. ^ Bertin, E. P. (2012). Principles and practice of X-ray spectrometric analysis. Springer Science & Business Media.
  7. ^ Hesse, M., Meier, H., & Zeeh, B. (2008). Spectroscopic methods in organic chemistry. Thieme Medical Pub.
  8. ^ 今堀和友. (1974). 酵素研究の回顧と展望. 化学と生物, 12(3), 177-180.
  9. ^ 小野宗三郎. (1967). 酵素反応速度論 I-総論. 化学と生物, 5(5), 285-291.
  10. ^ 多比良和誠, 二村泰弘, & 加藤卓. (2016). 反応スキームを眺めて簡単に解ける酵素反応速度論. 東京福祉大学・大学院紀要= Bulletin of Tokyo University and Graduate School of Social Welfare, 7(1), 47-56.
  11. ^ 廣海啓太郎. (1992). 酵素反応の速度論的解析の展開. 日本農芸化学会誌, 66(9), 1319-1326.
  12. ^ Altmann, K. H., Buchner, J., Kessler, H., Diederich, F., Krautler, B., Lippard, S., ... & Walsh, C. T. (2009). The state of the art of chemical biology. ChemBioChem, 10(1), 16-29.
  13. ^ 長田裕之. (2007). 化学と生物学の融合を目指して: ケミカルバイオロジー. 学術の動向, 12(12), 62-63.

関連項目

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