【化学アイデアカード】有機化合物・タンパク質・演示実験。ニンヒドリン反応により手形をつくり楽しむことによってこの反応の色，及びタンパク質についての理解を深める。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会化学班作成「理科アイデアカード・化学編第Ⅱ集」より。

広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会

【化学アイデアカード】有機化合物・異性体・生徒実験。正四面体を２個作り光学異性体の関係を理解する。また，リモネンの光学異性体の違いを自分の嗅覚で確認する。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会化学班作成「理科アイデアカード・化学編第Ⅱ集」より。

広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会

[はじめに]ヒトとカイコの歴史は今から約4600年前にもさかのぼる。今回はカイコの繭（まゆ）から綿を取り出したり，つり糸として使われていたテグスをつくる実験を紹介する。「カイコの繭から真綿（まわた）をつくる実験」

北海道札幌東陵高等学校　西出雅成

【化学アイデアカード】有機化合物・糖類・生徒実験。銀鏡反応を利用して試験管に銀を析出させる。広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会化学班作成「理科アイデアカード・化学編第Ⅱ集」より。

広島県高等学校教育研究会理科部会物化部「理科アイデアカード」編集委員会

ニューサポート高校「理科」vol．35（2021年春号）より。最近，研究室のホームページ（http://www.serizawa.polymer.titech.ac.jp/）に高校生向けの研究紹介動画を掲載しました。それをたまたま視聴された東京書籍の方から本特集への執筆依頼をいただきました。高等学校で教鞭を執られている先生方に研究紹介できる機会はそうそうありませんので，喜んでお引き受けすることにしました。

東京工業大学物質理工学院応用化学系　芹澤 武

（化学 小テスト）授業の始めの5分程度を，前の時間の復習として利用できます。A4判横左半分にテスト，右半分に解答。［キーワード］単糖類，ブドウ糖，果物・蜂蜜，二糖類，麦芽糖，ブドウ糖，水あめ，デンプン，穀類，多糖類，マンナン， ブドウ糖水溶液にアンモニア性硝酸銀水溶液を反応させる

秋田県　高橋直樹

（化学 小テスト）授業の始めの5分程度を，前の時間の復習として利用できます。A4判横左半分にテスト，右半分に解答。［キーワード］葉，二酸化炭素，酸素，太陽光，光合成，タンパク質，デンプン，ヨウ素でん粉反応，アミラーゼ，ブドウ糖

秋田県　高橋直樹

（化学 小テスト）授業の始めの5分程度を，前の時間の復習として利用できます。A4判横左半分にテスト，右半分に解答。［キーワード］レーヨン，麻，セルロース，再生，吸湿，洗濯，摩擦

秋田県　高橋直樹

（化学 小テスト）授業の始めの5分程度を，前の時間の復習として利用できます。A4判横左半分にテスト，右半分に解答。［キーワード］必須アミノ酸，水，タンパク質，アミノ酸，ニンヒドリン変性，キサントプロティン反応，ビウレット反応，ペプチド結合

秋田県　高橋直樹

（化学 小テスト）授業の始めの5分程度を，前の時間の復習として利用できます。A4判横左半分にテスト，右半分に解答。［キーワード］付加重合，縮合重合，重合，単量体，重合体，ビスコースレーヨン，銅アンモニアレーヨン

秋田県　高橋直樹

今年のノーベル生理学・医学賞は，東京工業大学・大隅良典栄誉教授の「オートファジーのメカニズムの発見」に対して授与された。生体分子は細胞内で精密に合成され，同様に，精密に分解されている。この分解の仕組みのひとつがオートファジーである。大隅教授は，オートファジーが酵母にも起こることを発見し，関連する遺伝子を特定することに成功した。分解も合成と同様に複雑な仕組みがあるという報告に多くの研究者が興味を持ち，分子生物学的や構造生物学の研究が大発展した。最近ではヒトの細胞での研究も盛んで，神経変性疾患やガンや老化にも関わることがわかってきている。今回は，オートファジーについて簡潔に整理し，細胞内タンパク質の研究を俯瞰してみたい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

牛乳のタンパク質の8割はカゼインと呼ばれるタンパク質である。牛乳が白く見えるのはカゼインが集まって粒子を作り，光を乱反射させているからである。このカゼインの構造についてさまざまなモデルが提案されてきたが，最近，カゼインの状態が液-液相分離の典型的な性質を持つという研究成果が報告されている。相分離メガネは食品の製造にも役立つようである。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

今年のノーベル賞も嬉しいことにタンパク質が主役だった。タンパク質の薬がノーベル生理学・医学賞に，タンパク質の操作がノーベル物理学賞に，タンパク質の進化法がノーベル化学賞にと大活躍だ。そろそろ文学賞や平和賞に進出してもおかしくない。今回のかがくのおとは，化学賞の公式プレスリリースを読みながら進化について考えてみたい（1）。進化は抜群に面白い法則である。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質は固有の立体構造を形成して働く。立体構造が壊れると活性を失ってしまうので，タンパク質の安定性は古くから興味が持たれているが，最近あらためて注目を集める分野になってきている。簡潔に網羅してみると面白いと思うので，ここで紹介したい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質の溶液を加熱すると凝集する。これは生卵がゆで卵になるようなもので，いわばありふれた現象である。科学はこのような当たり前の現象に分け入るものだというイメージがある。次のような感じである。溶液中のタンパク質を「加熱」すれば「凝集」する，それはなぜか？　というふうに，一体になっていた両者を分けて，分けた関係を科学の言葉でつなぐ。この手順で理解が進むのが本来であって，一足飛びに何かが現れるというものではないなと，最近よく思う。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

生命科学は，個々のタンパク質の同定と機能の解明を目指す各論的な研究が今も重要なテーマだが，最近ではゲノム計画以降の包括的な研究が本格化し，遺伝子やRNAやタンパク質といった物質レベルから，代謝や老化や脳機能などのより高次の生命現象に至るまで，さまざまな切り口での研究が進んでいる。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

天然変性タンパク質とは固有の構造を持たないタンパク質のことをいう。遺伝子の転写や翻訳，シグナル伝達などの役割は，天然変性タンパク質が担っていることが多い。最近では，天然変性タンパク質は「膜のないオルガネラ」の形成に役立つという仮説も飛び出している。今回は，天然変性タンパク質の最近の研究成果と新しい仮説を紹介したい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質を水に溶かせばタンパク質の溶液になる。「タンパク質溶液」と聞いて想像するのは，ふつうこの水溶液のことである。しかし，実は，タンパク質そのものが液体になるのである。今回はこの「タンパク質液体」について紹介したい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質の精製は大変である。精製が終わってようやく研究のスタートラインに立てるというのに，むしろそこまでが大変なのである。大学院生の頃を思い出すと，10日かかって10ミリグラムも精製できれば大成功だった。その後，ポスドクになって超好熱菌のタンパク質を精製するための特別な技を教わったときには感動したものだった。それらの経験が現在の研究テーマの原点になっている。今日はこの思い出を記録しておきたい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

AlphaFoldはタンパク質のアミノ酸配列から立体構造を予測する人工知能である。予測した立体構造は実験で求めたものと1原子分もズレないほど精度が高い。昨年秋にコンテストで圧倒的なスコアで優勝して話題になっていたが，最近アルゴリズムが公開され，WEBベースでもプログラムが利用可能になっている。研究の世界でも人工知能（AI）が本格的に活用される時代になっている。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質の立体構造を予測する人工知能AlphaFoldを使い，既知の全てのタンパク質の立体構造を読解し，データベースサイトに公開したとDeepMind社が報告している（1）。ここには実に2億個以上ものタンパク質立体構造のデータが入っており，グーグル検索をするくらい簡単に情報が入手できる。AIから人類への贈り物だというこのデータベースの意味を考えてみたい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

生体分子は鏡像異性体がある。私たちの遺伝子を作るDNAやRNAのリボースはD型であり，遺伝子から翻訳されるタンパク質はL型のアミノ酸からできている。地球に現存する生物は，パン酵母もタンポポも人間も全てD型のDNAでありL型のタンパク質なのだが，なぜなのだろうか？

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

卵白はゆでると固まる。誰もが知っているありふれた現象だが，はたして固まらないようにできるのだろうか？　そんな研究提案を受けたことがある。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

タンパク質のデザイン技術が進歩し，巨大で安定な人工的な構造物が作製できるようになっている。ワシントン大学のデビッド・ベイカー博士らのグループは2016年7月，正二十面体構造を持つ人工タンパク質をネイチャー誌とサイエンス誌に続けて報告している。分子量100万もの構造物は，ウイルスのカプシドのように物質を運ぶことができ，加熱や化学物質に対する耐性も高く，蛍光タンパク質を結合させても構造が壊れない。これらの人工タンパク質は，タンパク質の既存のデータベースを活用せず，物理学の第一原理から計算して作られたものである。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

研究室に卒業研究生が配属されると，まず20種類のアミノ酸の構造と性質を憶えてもらう。私たちはタンパク質を研究しているし，アミノ酸そのものを溶液に添加することもあるから，当然である。

筑波大学大学院数理物質科学研究科准教授　白木賢太郎

新型コロナ感染症のため，これまで経験したことのない日々が続いている。最近では「コロナ禍」という用語が広く使われはじめたように，大学での日々も，感染症そのものよりもむしろその対策による影響が大きい。私たちの行動が制限されたことで地球全体の二酸化炭素の排出量が17%も減少し，10年かかるとされていた削減量の大目標をあっという間に達成したのは皮肉な話である。コロナ禍のなかでもウイルスの研究はものすごい勢いで進んでおり，論文データベースサイトのPubMedに登録されているだけでも約4万本の論文がすでに報告されているようだ。今回は相分離生物学から見えてきた新型コロナウイルスのメカニズムについて整理してみたい。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

酵素は基質があるとなぜか拡散が速くなる。最初にこのふしぎな現象が報告されたのは2010年である。ウレアーゼという酵素は，基質になる尿素があると拡散が速くなったのだ（1）。放牧中の羊が牧草を求めて散らばっていくようなイメージで，とても面白いなと思っていた。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

前回に続いて，今回はタンパク質研究の大きな方向性について，いつも考えていることを整理してみたいと思う。

筑波大学数理物質系物理工学域教授　白木賢太郎

これまで15年間ほど，タンパク質しか研究していない。つまり私に書けるものは，タンパク質しかない。そんなことで，何かは書けるはずだと高をくくっていたのだが，さいしょに会った編集者に「先生にとってタンパク質って何ですか」といわれて，はたと答えに窮した。タンパク質とは何か。

筑波大学大学院数理物質科学研究科准教授　白木賢太郎