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生物物理学ハンドブック

生物物理学ハンドブック
立ち読み

B5/680ページ/2007年04月25日
ISBN978-4-254-17122-8 C3045
定価30,240円(本体28,000円+税)

石渡信一 ・桂勲 ・桐野豊 ・美宅成樹 編

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紀伊國屋書店 旭屋倶楽部 東京都書店案内

多彩な生物にも,それを司る分子と法則がある:生物と生命現象を物理的手法で解説する総合事典〔内容〕生物物理学の問うもの/蛋白質(構造と物性/相互作用)/核酸と遺伝情報系/脂質二重層・モデル膜/細胞(構造/エネルギー/膜動輸送/情報)/神経生物物理(イオンチャネル/シナプス伝達/感覚系と運動系/脳高次機能)/生体運動(分子モーター/筋収縮/細胞運動)/光生物学(光エネルギー/情報伝達)/構造生物物理・計算生物物理/生物物理化学/概念・アプローチ・方法。[立ち読み]もご覧ください。

編集部から

 生物物理学の分野では,これまでまとまった本が出ていません。進歩が早いことも大きな本が出にくい要因でもあります。唯一,講談社ブルーバックスで『生物物理学の最前線』という本が1990年に,その新版が2001年に出ていますが,これは読み物的で各ジャンルをトピック的に扱っています(でも結構ハードな内容です)。
 生物物理学の定番教科書もまだありません。ここまでを教えれば大丈夫という大枠がまだないのだと思います。
 ワトソンとクリックによるDNAらせん構造の発見を生物物理学の始まりとすると,誕生から50年を過ぎた今,生物物理学をえいやっと体系化し,大きく切り取ったのがこのハンドブックです。
 執筆陣は,生物・物理・化学・薬学・基礎医学ジャンルから精鋭がそろいました。執筆者カードを見ると専門欄もさまざまで「構造生物学」「分子生物学」「細胞生物学」「神経生理学」等々。もちろん「生物物理」が多く,なかには「生物物理化学」という人もいます。「生物物理学」の化学をする学問なのだが,理学部系の3学科が統合されたような名称で,何でも来い!といったところでしょうか。
 「生命現象の物理的基盤を明らかにする」ことを目的とした生物物理学。なぜ見えるのか,なぜ筋肉が動くのか,脳からの信号がどのようにして伝わるのか,分子や細胞レベルからダイナミックに生物の生き様をとらえます。(千葉) 

【書評】
「味と匂いの科学会誌 2007年2号」の「書評」欄で、
神山直也氏により,「・・・本書は索引も充実していることから,生物物理学事典としての利用価値は高いと思われる。本書を通して,今までとっつきにくかった生物物理学に対してのイメージが和らぎ,自然科学に対する生物物理学の寄与について知ることが出来た。・・・」と,ご紹介いただきました。

【書評】
「日生誌 2007年69巻7・8号」の「BOOK REVIEW」欄で、
久保義弘氏により,「・・・カバーしている領域が,きわめて広範にわたっている。項目の印象としては,生理学,細胞生物学,分子生物学,生化学,構造生物学,計算科学,そして方法論等の学問分野に関連するものが包含されており,それらが,生物物理という心棒を通してまとめられている。そのため,斬新な印象があり,柔軟性に富む生物物理学の魅力を再認識した。・・・」と,ご紹介いただきました。

執筆者一覧

【編者】
石渡信一,桂  勲,桐野 豊,美宅成樹 
【執筆者(執筆順)】
郷 信広,小林憲正,颯田葉子,曽田邦嗣,垣谷俊昭,大沢文夫,鈴木良次,桂  勲,神田大輔,松本友治,永山國昭,桑島邦博,油谷克英,由良 敬,南方 陽,嶋田一夫,木寺詔紀,中村春木,今井清博,横沢英良,美宅成樹,北川禎三,西村善文,濡木 理,櫻井 実,小島正樹,田之倉 優,吉田賢右,小林祐次,林 利彦,神藤平三郎,片平正人,伊藤建夫,藤堂 剛,嶋本伸雄,谷 時雄,杉本直己,大道達雄,渡辺公綱,品川日出夫,深川竜郎,五斗 進,奥野恭史,金久 實,八田一郎,亀山啓一,安西和紀,米勢政勝,日比野政裕,荒磯恒久,大木和夫,松勝巳,井出 徹,宝谷紘一,北里 宏,加茂直樹,大西俊一,吉久 徹,遠藤斗志也,宮田英威,楠見明弘,阪口雅郎,太田善浩,川崎一則,伊藤 繁,吉川信也,村田昌之,阿部輝雄,佐藤 智,関口清俊,佐藤元康,芳賀達也,田中聡一,白尾智明,飯野正光,林 秀則,桐野 豊,盒斤太郎,宮川博義,老木成稔,小倉明彦,曽我部正博,葛西道生,渡辺 恵,山口和彦,杉山博之,市川一寿,柏柳 誠,谷口郁雄,榊原 学,立花政夫,多賀厳太郎,柴田重信,川原茂敬,吉岡 亨,亀山未帆,小野武年,上野照子,山口陽子,石渡信一,樋口秀男,徳永万喜洋,広瀬恵子,豊島陽子,原田慶恵,野地博行,前田雄一郎,須藤和夫,三木正雄,御橋廣眞,藤目杉江,浜口幸久,馬渕一誠,田代朋子,笹川千尋,神谷 律,相沢慎一,伊藤知彦,前田章夫,倭 剛久,神取秀樹,三木邦夫,丹羽治樹,蟻川謙太郎,津田基之,徳永史生,三室 守,臼倉治郎,七田芳則,吉永壮佐,稲垣冬彦,斉藤 肇,佐藤 衛,米倉功治,豊島 近,岡本祐幸,西川 建,藤 博幸,富井健太郎,城所俊一,黒田 裕,喜多村和郎,辰巳仁史,安藤敏夫,藤吉好則,吉村英恭,船津高志,喜多村祐里,神山 勉,古谷祐詞,赤坂一之,難波啓一,窪田健二,加藤晃一,栗本英治,佐野孝之,鈴木 誠,有坂文雄,児玉孝雄,谷口寿章,相澤洋二,吉川研一,金子邦彦,本多久夫,上田哲男,重定南奈子,冨田 勝,池上高志,山岸明彦,伏見 譲,熊谷 泉,津本浩平,小山行一,陶山 明,白木原康雄,本間道夫,古野忠秀,中西 守,香川弘昭

目次

第0章 生物物理学の問うもの

生命科学の基本的課題
0.0 〈総論〉生物物理学(生物理学)とは 
0.1 生命の起源 
0.2 進   化 
0.3 水と水和 
0.4 生体エネルギーの形態と変換 
0.5 分子機械 
0.6 生物と情報 

第1章 蛋 白 質

1.0 〈総論〉蛋白質 
 I. 蛋 白 質
1.1 蛋白質の化学構造 
1.2 蛋白質の立体構造 
1.3 蛋白質の物性 
1.4 蛋白質のアンフォールディングとフォールディング 
1.5 蛋白質の安定性 
1.6 ドメイン,モチーフ,モジュール 
1.7 高分子電解質 
 II. 蛋白質の相互作用
1.8 蛋白質低分子相互作用 
1.9 蛋白質間相互作用 
1.10 蛋白質核酸相互作用 
1.11 アロステリック蛋白質 
1.12 蛋白質の分解 
 III. さまざまな蛋白質
1.13 膜蛋白質 
1.14 ヘム蛋白質,金属結合蛋白質
1.15 DNA 結合蛋白質 
1.16 RNA 結合蛋白質 
1.17 糖蛋白質 
1.18 酵   素 
1.19 シャペロン 
1.20 生理活性ペプチド 
1.21 細胞外マトリクス 

第2章 核酸と遺伝情報系

2.0 〈総論〉核酸と遺伝情報系 
 I. 核   酸
2.1 DNA 
2.2 RNA 
 II. 遺伝情報系
2.3 DNA 複製 
2.4 DNA の修復と変異 
2.5 転   写 
2.6 スプライシング 
2.7 リボザイム 
2.8 翻   訳 
2.9 ウイルス,プラスミド,トランスポゾン 
 III. 染色体とゲノム
2.10 染 色 体 
2.11 ゲノムデータベース 
2.12 ゲノム解析 

第3章 脂質二重層,モデル膜

3.0 〈総論〉膜のモデルシステム 
 I. 脂質膜の構造
3.1 界面活性剤 
3.2 脂   質 
3.3 コロイド,ミセル,エマルション,逆ミセル 
3.4 脂質二重層 
3.5 脂質膜相転移 
3.6 相 分 離 
 II. 脂質膜の機能
3.7 脂質膜低分子相互作用 
3.8 脂質膜ポリペプチド相互作用 
3.9 平 面 膜 
3.10 膜研究の技術としてのリポソーム 
3.11 膜のイオン透過性 
3.12 膜 電 位 

第4章 細胞と生物物理

4.0 〈総論〉細胞と生体膜 
 I. 細胞の構造
4.1 細胞の構造:概論 
4.2 細胞骨格 
4.3 生体膜の動的構造 
4.4 小胞体での膜蛋白質の生合成と膜結合型リボソーム 
4.5 ミトコンドリア 
4.6 赤血球膜 
 II. 細胞のエネルギー
4.7 生体エネルギー論 
4.8 電子伝達系 
4.9 ATP 合成 
 III. 膜動輸送
4.10 細胞内トラフィック 
4.11 エキソサイトーシス 
4.12 エンドサイトーシス 
 IV. 細胞の情報
4.13 細胞間認識・接着 
4.14. 膜の受容体 
4.15 シグナルトランスダクション―レセプターと細胞内情報伝達カスケード 
4.16 Ca2+シグナルと細胞機能 
4.17 ストレス応答 

第5章 神経生物物理学

5.0 〈総論〉神経生物物理学
 I. イオンチャネル
5.1 イオンチャネルの生物物理学と細胞の電気的性質 
5.2 電位依存性イオンチャネル―Na チャネル,Ca チャネル 
5.3 電位依存性イオンチャネル―K チャネル 
5.4 神経伝達物質受容体イオンチャネル 
5.5 機械刺激受容チャネル 
5.6 その他のイオンチャネル 
 II. シナプス伝達
5.7 ニューロン 
5.8 シナプス伝達(1)―プレシナプス 
5.9 シナプス伝達(2)―ポストシナプス 
5.10 シナプス可塑性 
 III. 感覚系と運動系
5.11 化学感覚 
5.12 聴   覚 
5.13 体性感覚 
5.14 視   覚 
5.15 運   動 
 IV. 脳高次機能
5.16 生物時計 
5.17 学習と記憶 
5.18 認   知 
5.19 情動と動機付け 
5.20 脳の計算論モデルの研究

第6章 生体運動

6.0 〈総論〉生体運動の生物物理 
 I. 生体分子モーター
6.1 分子モーター概論 
6.2 アクチン・ミオシン分子モーター系 
6.3 キネシン・微小管分子モーター系 
6.4 ダイニン・微小管分子モーター系 
6.5 DNA モーター 
6.6 F1 モーターの回転メカニズム 
 II. 筋収縮運動系
6.7 筋収縮・制御の分子機構 
6.8 筋フィラメントの格子構造 
6.9 ミオシンの構造と機能 
6.10 アクチンの構造と機能 
6.11 アクチンの重合・脱重合ダイナミクス 
 III. 細胞運動系
6.12 いろいろな細胞運動系 
6.13 細胞分裂
6.14 細胞内物質輸送 
6.15 細胞内バクテリア運動 
6.16 鞭毛・繊毛運動系 
6.17 バクテリアのべん毛運動系 
6.18 細胞骨格のダイナミクス 

第7章 光生物学

7.0 〈総論〉光生物学 
 I. 光エネルギーの利用
7.1 電子移動,励起移動 
7.2 生体の発色団 
7.3 光駆動ポンプ 
7.4 光 合 成
7.5 光合成反応中心と光捕捉蛋白質複合体 
 II. 光による情報伝達
7.6 生物発光 
7.7 視細胞の分光感度 
7.8 光受容におけるシグナル伝達 
7.9 視 物 質 
7.10 カロテノイド蛋白質 
7.11 視 細 胞 
7.12 色   覚 

第8章 構造生物物理,計算生物物理

8.0 〈総論〉構造生物学の展開 
 I. 構造生物物理
8.1 溶液のNMR 
8.2 固体のNMR 
8.3 X 線回折 
8.4 電子顕微鏡と画像再構成 
 II. 計算生物物理
8.5 蛋白質立体構造の第1 原理からの予測法 
8.6 蛋白質構造予測法 
8.7 蛋白質の類似度の解析
8.8 エネルギー計算,基準振動解析 
8.9 蛋白質の電子状態 
8.10 蛋白質の改変と熱力学的解析 
8.11 蛋白質の人工設計 
8.12 蛋白質立体構造データベース 

第9章 生物物理化学・方法論

9.0 〈総論〉生物物理的手法 
 I. 顕微鏡法―1 分子の構造と機能を見る
9.1 分子計測,微小操作 
9.2 多機能光学顕微鏡 
9.3 走査型プローブ顕微鏡 
9.4 電子顕微鏡 
9.5 X 線顕微鏡 
9.6 バイオイメージング 
9.7 脳機能イメージング 
 II. 分光法―多分子の平均的性質を探る
9.8 紫外,可視,蛍光,りん光,CD,ORD 
9.9 赤外・ラマン分光法 
9.10 高速分光法 
9.11 磁気共鳴法 
9.12 回 折 法 
9.13 光散乱法 
 III. 緩和測定法
9.14 ストップトフロー法 
9.15 温度ジャンプ法 
9.16 誘電緩和法 
9.17 超音波技術 
 IV. 物理化学的方法
9.18 超遠心分析法 
9.19 熱測定法 
9.20 質量分析法 

第10章 概念,アプローチ,方法

10.0 〈総論〉 生物物理学の新生―新しい科学のパラダイムの上に 
 I. 生物物理の諸概念
10.1 非線形・非平衡 
10.2 自己組織化 
10.3 複 雑 系 
10.4 形態形成モデル 
10.5 生物のパターン形成と情報機能―反応拡散カップリング 
10.6 数理生態学 
10.7 細胞シミュレーション 
10.8 人工生命 
 II. 工学的アプローチ
10.9 蛋白質工学 
10.10 進化分子工学 
10.11 抗体工学 
10.12 バイオセンサー,バイオエレクロトニクス 
10.13 DNA コンピューティング 
 III. 実 験 法
10.14 蛋白質精製法 
10.15 蛋白質分析法 
10.16 分子生物学/遺伝子工学的手法 
10.17 細胞工学的手法 
10.18 免疫学的手法 

索   引 

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