北里大学薬学部3年前期選択　2008年4月-7月　12回 担当者　梅山秀明、竹田-志鷹真由子、寺師玄記、加納和彦

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1 分子の立体構造と生命講義　3回目 3-Dimensional Molecular Structure for the Life Science
北里大学薬学部3年前期選択　2008年4月-7月　12回 担当者　梅山秀明、竹田-志鷹真由子、寺師玄記、加納和彦 毎週月曜日4時限　2：30-3：45　港区白金キャンパス1501教室 Hideaki Umeyama, Ph.D., Professor School of Pharmacy, Kitasato University 5-9-1 Shirokane, Minato-ku, Tokyo , Japan phone : fax : 港区白金５－９－１ 北里大学薬学部教授 （理化学研究所客員主管研究員、東北大学未来研客員教授） 梅山秀明

2 統合失調症治療薬 精神疾患である。 統合失調症の発症は１０歳代から３０歳代 急性期には幻覚や妄想などの陽性症状
慢性期には感情の鈍化や意欲の欠如の陰性症状 ２００５年の数は約７６万人、入院患者の平均在院日数は、　６０９日（厚生労働省発表) 3分の１の患者は既存薬で回復が難しいので、より効果の高い薬剤が必要。 世界では、成人の０．７％が発症し、患者数は２４００万人と推定されている。

3 統合失調症治療薬 統合失調症治療の患者の脳の中で、ドーパミンの過剰な情報伝達が起きていると推測され、
ドーパミンニューロンの機能抑制薬が多く、 定型抗精神病薬として、 ドーパミンD2受容体拮抗薬が主流だった。 ただし、定型抗精神病薬は陽性症状にしか効果が期待できない。 近頃、副作用の少ない、陰性症状にも薬効のある、 非定型抗精神病薬である弱いドーパミンD2受容体拮抗薬 が、統合失調症治療薬の主流となりつつある。

4 非定型抗精神病薬である弱いドーパミンD2受容体拮抗薬 3分類
(1)セロトニン・ドーパミン受容体拮抗薬（SDA） ドパミンD2受容体及び セロトニン5-HT2受容体 セロトニン受容体、ドーパミン受容体に作用する (2)多受容体作動薬 セロトニン・ドーパミン受容体以外にも作用する (3)ドーパミン部分作動薬 ドーパミン受容体の一部に作用する

5 ドーパミン - Wikipedia ドーパミン（英:Dopamine）は中枢神経系に存在する神経伝達物質で、
アドレナリン、ノルアドレナリンの前駆体でもある。 運動調節、ホルモン調節、快の感情、意欲、学習などに関わる。 セロトニン、ノルアドレナリン、アドレナリン、ヒスタミン、ドーパミンを総称してモノアミン神経伝達物質と呼ぶ。 またドーパミンは、ノルアドレナリン、アドレナリンと共にカテコール基をもつためカテコールアミンとも総称される。

6 CID: 681 dopamine; Hydroxytyramin; Oxytyramine ...
Properties Computed from Structure: Molecular Weight: g/mol Molecular Formula: C8H11NO2 XLogP: 0.9 Hydrogen Bond Donor Count: 3 Hydrogen Bond Acceptor Count: 3 Rotatable Bond Count: 2 Tautomer Count: 18   more... Descriptors Computed from Structure: IUPAC Name: 4-(2-aminoethyl)benzene-1,2-diol Canonical SMILES: C1=CC(=C(C=C1CCN)O)O InChI: InChI=1/C8H11NO2/c (10)8(11)5-6/h1-2,5,10-11H,3-4,9H2

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8 CID: 5816 epinephrine; adrenaline; l-Adrenaline ...
Properties Computed from Structure: Molecular Weight: g/mol Molecular Formula: C9H13NO3 XLogP: 0.5 Hydrogen Bond Donor Count: 4 Hydrogen Bond Acceptor Count: 4 Rotatable Bond Count: 3 Tautomer Count: 10   more... Descriptors Computed from Structure: IUPAC Name: 4-[(1R)-1-hydroxy-2-methylaminoethyl]benzene-1,2-diol Canonical SMILES: CNCC(C1=CC(=C(C=C1)O)O)O Isomeric SMILES: InChI: InChI=1/C9H13NO3/c (13) (11)8(12)4-6/h2-4,9-13H,5H2,1H3/t9-/m0/s1

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10 CID: 439260 norepinephrine; noradrenaline; L-Noradrenaline ...
Properties Computed from Structure: Molecular Weight: g/mol Molecular Formula: C8H11NO3 XLogP: 0.2 Hydrogen Bond Donor Count: 4 Hydrogen Bond Acceptor Count: 4 Rotatable Bond Count: 2 Tautomer Count: 10   more... Descriptors Computed from Structure: IUPAC Name: 4-[(1R)-2-amino-1-hydroxyethyl]benzene-1,2-diol Canonical SMILES: C1=CC(=C(C=C1C(CN)O)O)O Isomeric SMILES: InChI: InChI=1/C8H11NO3/c9-4-8(12) (10)7(11)3-5/h1-3,8,10-12H,4,9H2/t8-/m0/s1

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12 ドーパミン - Wikipedia 統合失調症の陽性症状（幻覚・妄想など）は基底核や中脳辺縁系ニューロンのドーパミン過剰によって生じるという仮説がある。 覚醒剤はドーパミン作動性に作用するため、中毒症状は統合失調症に類似する。 強迫性障害、トゥレット障害、注意欠陥多動性障害（ADHD）においてもドーパミン機能の異常が示唆されている。 一方、 パーキンソン病では黒質線条体のドーパミン神経が減少し筋固縮、振戦、無動などの運動症状が起こる。 また抗精神病薬などドーパミン遮断薬の副作用としてパーキンソン症状が起こることがある。 中脳皮質系ドーパミン神経は、とくに前頭葉に分布するものが報酬系などに関与し、意欲、動機、学習などに重要な役割を担っていると言われている。 陰性症状の強い統合失調症患者や、一部のうつ病では前頭葉を中心としてドーパミンD1の機能が低下しているという仮説がある。

13 >gi|118228|sp|P21728.1|DRD1_HUMAN D(1A) dopamine receptor

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15 CID: 681 dopamine; Hydroxytyramin; Oxytyramine ...

16 CID: 681 dopamine; Hydroxytyramin; Oxytyramine ...
Properties Computed from Structure: Molecular Weight: g/mol Molecular Formula: C8H11NO2 XLogP: 0.9 Hydrogen Bond Donor Count: 3 Hydrogen Bond Acceptor Count: 3 Rotatable Bond Count: 2 Tautomer Count: 18   more... Descriptors Computed from Structure: IUPAC Name: 4-(2-aminoethyl)benzene-1,2-diol Canonical SMILES: C1=CC(=C(C=C1CCN)O)O InChI: InChI=1/C8H11NO2/c (10)8(11)5-6/h1-2,5,10-11H,3-4,9H2

17 脳内の薬物作用機序について Ⅰ．抗精神病薬の作用機序（効果）
脳内の薬物作用機序について Ⅰ．抗精神病薬の作用機序（効果） １９６０年代後半あるいは１９７０年代になって、抗精神病作用を持つ神経遮断薬の主要な薬理学的特徴は、ドーパミン２(D2)受容体を遮断する作用であることが知られるようになった。 同時に、この作用が、抗精神病効果のみならず望ましくない副作用の作用機序にも関係していることがわかった。 抗精神病薬の治療作用は、特に中脳辺縁系ドーパミン経路でのD2受容体の遮断により、この経路における過活動を抑制することにより生じている。過活動は精神病の陽性症状と関係していると考えられている。

18 脳内の薬物作用機序について Ⅰ．抗精神病薬の作用機序（副作用）
脳内の薬物作用機序について Ⅰ．抗精神病薬の作用機序（副作用） 抗精神病薬は投与されると、脳全体に影響を及ぼすため、中脳辺縁系のD2受容体の遮断だけでなく、中脳皮質ドーパミン経路でもD2受容体の遮断が生じ、陰性症状や認知症状を引き起こしたり、増悪したりする。 黒質線条体ドーパミン経路でこれらのD2受容体が遮断されると、パーキンソン病と非常によくにた運動障害を生じる。これは薬物誘発性パーキンソン病と呼ばれている。黒質線条体経路は錐体外路系の一部で、この部位のD2受容体遮断に関連した運動系の副作用は、錐体外路症状(extrapyramidal symptoms(EPS))とも呼ばれる。 黒質線条体ドーパミン経路のD2受容体が長期に遮断されると、遅発性ジスキネジアtardive dyskinesiaとよばれる運動障害を引き起こすと考えられている。 漏斗下垂体ドーパミン経路のD2受容体が遮断されるとと、血漿プロラクチン濃度が上昇し、高プロラクチン血症が出現する。これは、乳汁分泌や無月経などの問題を引き起こす。

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22 Dopamine D2 receptor >gi|118206|sp|P |DRD2_HUMAN D(2) dopamine receptor (Dopamine D2 receptor) 443 aa MDPLNLSWYDDDLERQNWSRPFNGSDGKADRPHYNYYATLLTLLIAVIVFGNVLVCMAVSREKALQTTTN YLIVSLAVADLLVATLVMPWVVYLEVVGEWKFSRIHCDIFVTLDVMMCTASILNLCAISIDRYTAVAMPM LYNTRYSSKRRVTVMISIVWVLSFTISCPLLFGLNNADQNECIIANPAFVVYSSIVSFYVPFIVTLLVYI KIYIVLRRRRKRVNTKRSSRAFRAHLRAPLKGNCTHPEDMKLCTVIMKSNGSFPVNRRRVEAARRAQELE MEMLSSTSPPERTRYSPIPPSHHQLTLPDPSHHGLHSTPDSPAKPEKNGHAKDHPKIAKIFEIQTMPNGK TRTSLKTMSRRKLSQQKEKKATQMLAIVLGVFIICWLPFFITHILNIHCDCNIPPVLYSAFTWLGYVNSA VNPIIYTTFNIEFRKAFLKILHC

23 Dopamine D2 receptor COMMENT On Mar 15, 2005 this sequence version replaced gi:71937. [FUNCTION] This is one of the five types (D1 to D5) of receptors for dopamine. The activity of this receptor is mediated by G proteins which inhibit adenylyl cyclase. [DISEASE] It has been suggested that DRD2 is involved in psychiatric disorders; especially in schizophrenia. [DISEASE] Defects in DRD2 are associated with myoclonus dystonia (MD) [MIM:159900]; also known as myoclonic dystonia, alcohol-responsive dystonia and dystonia-11 (DYT11). MD is a movement disorder characterized by involuntary lightning jerks and dystonic movements and postures alleviated by alcohol. Inheritance is autosomal dominant. The age of onset, pattern of body involvement, presence of myoclonus and response to alcohol are all variable. [SIMILARITY] Belongs to the G-protein coupled receptor 1 family.

24 Dopamine D2 receptor 1e-145(443,1-443)100%gb|AAH | Dopamine receptor D2, isoform long [Homo sapiens] ref|NP_ | dopamine receptor D2 isoform long [Homo sapiens] gb|AAB | dopamine D2 receptor; DA D2 receptor [Homo sapiens] dbj|BAC | dopamine receptor D2 [Pan troglodytes] sp|P60026 sp ncbi|DRD2_PANTR D(2) dopamine receptor (Dopamine D2 receptor) sp|P14416 sp ncbi|DRD2_HUMAN D(2) dopamine receptor (Dopamine D2 receptor) emb|CAB | dopamine receptor D2 [Homo sapiens] emb|CAA | unnamed protein product [Homo sapiens] gb|AAA | dopamine D2 receptor gb|AAA | dopamine D2 receptor; Length=443

25 Dopamine D2 receptor

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28 Dopamine D2 receptor

29 Dopamine D2 receptor

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31 Dopamine D2 receptor

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34 Carazolol Specific Beta-Adrenergic Receptor Binding of Carazolol Measured ... Carazolol is a promising high-affinity beta-adrenergic receptor ligand for the noninvasive determination of beta receptor status using PET. Earlier investigations demonstrated specific receptor binding of carazolol in mice. ...

35 CID: 71739 Carazolol; Suacron; Carazolol [BAN:INN] ...
Properties Computed from Structure: Molecular Weight: g/mol Molecular Formula: C18H22N2O2 XLogP: 3.3 Hydrogen Bond Donor Count: 3 Hydrogen Bond Acceptor Count: 4 Rotatable Bond Count: 6   more... Descriptors Computed from Structure: IUPAC Name: 1-(9H-carbazol-4-yloxy)-3-(propan-2-ylamino)propan-2-ol Canonical SMILES: CC(C)NCC(COC1=CC=CC2=C1C3=CC=CC=C3N2)O InChI: InChI=1/C18H22N2O2/c1-12(2) (21) (17) (14)20-16/h3-9,12-13,19-21H,10-11H2,1-2H3

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39 dopamine receptor D3 1e-101(393,8-400)47%ref|NP_ | dopamine receptor D3 isoform a [Homo sapiens]; Length=400FAMD 1e-100(393,8-400)47%gb|AAH | Dopamine receptor D3, isoform a [Homo sapiens]; Length=400FAMD

40 dopamine receptor D3 isoform a
>gi| |ref|NP_ | dopamine receptor D3 isoform a [Homo sapiens] MASLSQLSGHLNYTCGAENSTGASQARPHAYYALSYCALILAIVFGNGLVCMAVLKERALQTTTNYLVVSLAVADLLVAT LVMPWVVYLEVTGGVWNFSRICCDVFVTLDVMMCTASILNLCAISIDRYTAVVMPVHYQHGTGQSSCRRVALMITAVWVL AFAVSCPLLFGFNTTGDPTVCSISNPDFVIYSSVVSFYLPFGVTVLVYARIYVVLKQRRRKRILTRQNSQCNSVRPGFPQ QTLSPDPAHLELKRYYSICQDTALGGPGFQERGGELKREEKTRNSLSPTIAPKLSLEVRKLSNGRLSTSLKLGPLQPRGV PLREKKATQMVAIVLGAFIVCWLPFFLTHVLNTHCQTCHVSPELYSATTWLGYVNSALNPVIYTTFNIEFRKAFLKILSC

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46 dopamine receptor D3 isoform a

47 dopamine receptor D3 isoform a

48 dopamine receptor D3 isoform a

49 Dopamine D4 receptor 2e-79(425,43-467)34%gb|AAB | dopamine receptor D4 [Homo sapiens] gb|AAD | dopamine receptor D4-7 [synthetic construct] sp|P21917 sp ncbi|DRD4_HUMAN D(4) dopamine receptor (Dopamine D4 receptor) (D(2C) dopamine receptor); Length=467

50 Dopamine D4 receptor >gi|291946|gb|AAB | dopamine receptor D4 [Homo sapiens] >gi| |gb|AAD | dopamine receptor D4-7 [synthetic construct] >gi| |sp|P21917|DRD4_HUMAN D(4) dopamine receptor (Dopamine D4 receptor) (D(2C) dopamine receptor) MGNRSTADADGLLAGRGPAAGASAGASAGLAGQGAAALVGGVLLIGAVLAGNSLVCVSVATERALQTPTNSFIVSLAAAD LLLALLVLPLFVYSEVQGGAWLLSPRLCDALMAMDVMLCTASIFNLCAISVDRFVAVAVPLRYNRQGGSRRQLLLIGATW LLSAAVAAPVLCGLNDVRGRDPAVCRLEDRDYVVYSSVCSFFLPCPLMLLLYWATFRGLQRWEVARRAKLHGRAPRRPSG PGPPSPTPPAPRLPQDPCGPDCAPPAPGLPRGPCGPDCAPAAPGLPPDPCGPDCAPPAPGLPQDPCGPDCAPPAPGLPRG PCGPDCAPPAPGLPQDPCGPDCAPPAPGLPPDPCGSNCAPPDAVRAAALPPQTPPQTRRRRRAKITGRERKAMRVLPVVV GAFLLCWTPFFVVHITQALCPACSVPPRLVSAVTWLGYVNSALNPVIYTVFNAEFRNVFRKALRACC

51 Dopamine D4 receptor

52 Dopamine D4 receptor

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58 dopamine D5 receptor 5e-68(276,24-299)30%emb|CAA | D5 dopamine receptor [Homo sapiens] ref|NP_ | dopamine receptor D5 [Homo sapiens] gb|AAH | Dopamine receptor D5 [Homo sapiens] sp|P21918 sp ncbi|DRD5_HUMAN D(1B) dopamine receptor (D(5) dopamine receptor) (D1beta dopamine receptor) gb|AAA | dopamine receptor D5 prf|| A dopamine D5 receptor; Length=477

59 D(1B) dopamine receptor (D(5) dopamine receptor) (D1beta dopamine receptor)
>gi|118214|sp|P |DRD5_HUMAN D(1B) dopamine receptor (D(5) dopamine receptor) (D1beta dopamine receptor) MLPPGSNGTAYPGQFALYQQLAQGNAVGGSAGAPPLGPSQVVTACLLTLLIIWTLLGNVLVCAAIVRSRH LRANMTNVFIVSLAVSDLFVALLVMPWKAVAEVAGYWPFGAFCDVWVAFDIMCSTASILNLCVISVDRYW AISRPFRYKRKMTQRMALVMVGLAWTLSILISFIPVQLNWHRDQAASWGGLDLPNNLANWTPWEEDFWEP DVNAENCDSSLNRTYAISSSLISFYIPVAIMIVTYTRIYRIAQVQIRRISSLERAAEHAQSCRSSAACAP DTSLRASIKKETKVLKTLSVIMGVFVCCWLPFFILNCMVPFCSGHPEGPPAGFPCVSETTFDVFVWFGWA NSSLNPVIYAFNADFQKVFAQLLGCSHFCSRTPVETVNISNELISYNQDIVFHKEIAAAYIHMMPNAVTP GNREVDNDEEEGPFDRMFQIYQTSPDGDPVAESVWELDCEGEISLDKITPFTPNGFH

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63 D(5) dopamine receptor

64 D(5) dopamine receptor

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66 D(5) dopamine receptor

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71 P21918DRD5_HU_2RH1_A P21918DRD5_HUに対して、 2RH1_A_GHLLTKSPSLNAAKSELDKAIGRNTNGVITKDEAEKLFNQDVDAAVRGILRNAKLKPVYDSLDAVRRAALINMVFQMGETGVAGFTNSLRMLQQK RWDEAAVNLAKSRWYNQTPNRAKRVITTFRTGTWDAを挿入してモデリングする。 >P21918DRD5_HU_2RH1_A_GHLLTKSPSLNAAKSELDKAIGRNTNGVITKDEAEKLFNQDVDAAVRGILRNAKLKPVYDSLDAVRRAALINMVFQMGET GVAGFTNSLRMLQQKRWDEAAVNLAKSRWYNQTPNRAKRVITTFRTGTWDAPSQVVTACLLTLLIIWTLLGNVLVCAAIVRSRHLRANMTNVFIVSLAVSDLFVALLVMPWKAVAEVAGYWPFGAFCDVWVAFDIMCSTASILNLCVISVDRYWAISRPFRYKRKMTQRMALVMVGLAWTLSILISFIPVQLNWHRDQAASWGGLDLPNNLANWTPWEEDFWEPDVNAENCDSSLNRTYAISSSLISFYIPVAIMIVTYTRIYRIAQVQIRRISSLERAAEHAQSCRSSAACAPDTSLGHLLTKSPSLNAAKSELDKAIGRNTNGVITKDEAEKLFNQDVDAAVRGILRNAKLKPVYDSLDAVRRAALINMVFQMGETGVAGFTNSLRMLQQKRWDEAAVNLAKSRWYNQTPNRAKRVITTFRTGTWDARASIKKETKVLKTLSVIMGVFVCCWLPFFILNCMVPFCSGHPEGPPAGFPCVSETTFDVFVWFGWANSSLNPVIYAFNADFQKVFAQLL 1e-102(273,22-294)90%emb|CAA | D5 dopamine receptor [Homo sapiens] ref|NP_ | dopamine receptor D5 [Homo sapiens] gb|AAH | Dopamine receptor D5 [Homo sapiens] sp|P21918 sp ncbi|DRD5_HUMAN D(1B) dopamine receptor (D(5) dopamine receptor) (D1beta dopamine receptor) gb|AAA | dopamine receptor D5 prf|| A dopamine D5 receptor; Length=477

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75 dopamine D1 receptor 6e-66(275,1-275)29%ref|XP_ | PREDICTED: dopamine receptor D1 [Pan troglodytes] gb|AAH | Dopamine receptor D1 [Homo sapiens] gb|AAH | Dopamine receptor D1 [Homo sapiens] emb|CAA | dopamine D1 receptor [Homo sapiens] emb|CAA | dopamine receptor D1 [Homo sapiens] ref|NP_ | dopamine receptor D1 [Homo sapiens] gb|AAM | dopamine receptor D1 [Homo sapiens] gb|AAH | Dopamine receptor D1 [Homo sapiens] gb|AAB | dopamine D1 receptor; DA D1 receptor [Homo sapiens] sp|P21728 sp ncbi|DRD1_HUMAN D(1A) dopamine receptor dbj|BAC | seven transmembrane helix receptor [Homo sapiens] prf|| A dopamine D1 receptor prf|| A dopamine receptor D1; Length=446

76 D(1A) dopamine receptor
>gi|118228|sp|P |DRD1_HUMAN D(1A) dopamine receptor 446 aa MRTLNTSAMDGTGLVVERDFSVRILTACFLSLLILSTLLGNTLVCAAVIRFRHLRSKVTNFFVISLAVSD LLVAVLVMPWKAVAEIAGFWPFGSFCNIWVAFDIMCSTASILNLCVISVDRYWAISSPFRYERKMTPKAA FILISVAWTLSVLISFIPVQLSWHKAKPTSPSDGNATSLAETIDNCDSSLSRTYAISSSVISFYIPVAIM IVTYTRIYRIAQKQIRRIAALERAAVHAKNCQTTTGNGKPVECSQPESSFKMSFKRETKVLKTLSVIMGV FVCCWLPFFILNCILPFCGSGETQPFCIDSNTFDVFVWFGWANSSLNPIIYAFNADFRKAFSTLLGCYRL CPATNNAIETVSINNNGAAMFSSHHEPRGSISKECNLVYLIPHAVGSSEDLKKEEAAGIARPLEKLSPAL SVILDYDTDVSLEKIQPITQNGQHPT

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80 D(1A) dopamine receptor

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82 D(1A) dopamine receptor

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86 DRD1_HUMA_2RH1_A >2RH1DRD1_HUMA_2RH1_A DFSVRILTACFLSLLILSTLLGNTLVCAAVIRFRHLRSKVTNFFVISLAVSDLLVAVLVMPWKAVAEIAGFWPFGSFCNIWVAFDIMCSTASILNLCVISVDRYWAISSPFRYERKMTPKAAFILISVAWTLSVLISFIPVQLSWHKAKPTSPSDGNATSLAETIDNCDSSLSRTYAISSSVISFYIPVAIMIVTYTRIYRIAQKQIRRIAALERAAVHAKNCQTTTGNGKPVECSHLLTKSPSLNAAKSELDKAIGRNTNGVITKDEAEKLFNQDVDAAVRGILRNAKLKPVYDSLDAVRRAALINMVFQMGETGVAGFTNSLRMLQQKRWDEAAVNLAKSRWYNQTPNRAKRVITTFRQPESSFKMSFKRETKVLKTLSVIMGVFVCCWLPFFILNCILPFCGSGETQPFCIDSNTFDVFVWFGWANSSLNPIIYAFNADFRKAFSTLL

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92 分子の立体構造と生命講義　3回目 3-Dimensional Molecular Structure for the Life Science
北里大学薬学部3年前期選択　2008年4月-7月　12回 担当者　梅山秀明、竹田-志鷹真由子、寺師玄記、加納和彦 毎週月曜日4時限　2：30-3：45　港区白金キャンパス1501教室 Hideaki Umeyama, Ph.D., Professor School of Pharmacy, Kitasato University 5-9-1 Shirokane, Minato-ku, Tokyo , Japan phone : fax : 港区白金５－９－１ 北里大学薬学部教授 （理化学研究所客員主管研究員、東北大学未来研客員教授） 梅山秀明