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- EMDB-11028: CryoEM structure of Rubisco Activase with its substrate Rubisco f... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-11028
タイトルCryoEM structure of Rubisco Activase with its substrate Rubisco from Nostoc sp. (strain PCC7120)
マップデータ
試料
  • 複合体: NosRca-deltaC:Rubisco complex
    • 複合体: AAA-core of the Rca hexamer from Nostoc sp. PCC7120 in complex with ATP/ATPgammaS
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase
    • 複合体: Rubisco complex from Nostoc sp. PCC7120 in complex with inhibitor CABPリブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase small chain
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE
機能・相同性
機能・相同性情報


カルボキシソーム / 光呼吸 / リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ / ribulose-bisphosphate carboxylase activity / reductive pentose-phosphate cycle / monooxygenase activity / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding
類似検索 - 分子機能
Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase-like / : / Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase, AAA, helical / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit, domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase large subunit, type I / Ribulose bisphosphate carboxylase, large chain, active site ...Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase-like / : / Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase, AAA, helical / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit, domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small subunit superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase, small chain / Ribulose bisphosphate carboxylase large subunit, type I / Ribulose bisphosphate carboxylase, large chain, active site / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain active site. / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, ferrodoxin-like N-terminal / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain, N-terminal domain / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal / リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ / Ribulose bisphosphate carboxylase, large subunit, C-terminal domain superfamily / RuBisCO large subunit, N-terminal domain superfamily / Ribulose bisphosphate carboxylase large chain, catalytic domain / ATPase family associated with various cellular activities (AAA) / ATPase, AAA-type, core / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Ribulose bisphosphate carboxylase large chain / Ribulose bisphosphate carboxylase small subunit / Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase
類似検索 - 構成要素
生物種Nostoc sp. PCC 7120 = FACHB-418 (バクテリア) / Nostoc sp. (strain PCC 7120 / SAG 25.82 / UTEX 2576) (バクテリア)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.86 Å
データ登録者Wang H / Bracher A / Flecken M / Popilka L / Hartl FU / Hayer-Hartl M
引用ジャーナル: Cell / 年: 2020
タイトル: Dual Functions of a Rubisco Activase in Metabolic Repair and Recruitment to Carboxysomes.
著者: Mirkko Flecken / Huping Wang / Leonhard Popilka / F Ulrich Hartl / Andreas Bracher / Manajit Hayer-Hartl /
要旨: Rubisco, the key enzyme of CO fixation in photosynthesis, is prone to inactivation by inhibitory sugar phosphates. Inhibited Rubisco undergoes conformational repair by the hexameric AAA+ chaperone ...Rubisco, the key enzyme of CO fixation in photosynthesis, is prone to inactivation by inhibitory sugar phosphates. Inhibited Rubisco undergoes conformational repair by the hexameric AAA+ chaperone Rubisco activase (Rca) in a process that is not well understood. Here, we performed a structural and mechanistic analysis of cyanobacterial Rca, a close homolog of plant Rca. In the Rca:Rubisco complex, Rca is positioned over the Rubisco catalytic site under repair and pulls the N-terminal tail of the large Rubisco subunit (RbcL) into the hexamer pore. Simultaneous displacement of the C terminus of the adjacent RbcL opens the catalytic site for inhibitor release. An alternative interaction of Rca with Rubisco is mediated by C-terminal domains that resemble the small Rubisco subunit. These domains, together with the N-terminal AAA+ hexamer, ensure that Rca is packaged with Rubisco into carboxysomes. The cyanobacterial Rca is a dual-purpose protein with functions in Rubisco repair and carboxysome organization.
履歴
登録2020年5月13日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年9月23日-
マップ公開2020年9月23日-
更新2021年4月7日-
現状2021年4月7日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
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  • 原子モデル: PDB-6z1f
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ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_11028.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_11028.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.8512 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.015 / ムービー #1: 0.015
最小 - 最大-0.038927805 - 0.071099915
平均 (標準偏差)0.0002686747 (±0.0026960569)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 306.432 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.85120.85120.8512
M x/y/z360360360
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z306.432306.432306.432
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ138139230
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS360360360
D min/max/mean-0.0390.0710.000

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_11028_additional.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : NosRca-deltaC:Rubisco complex

全体名称: NosRca-deltaC:Rubisco complex
要素
  • 複合体: NosRca-deltaC:Rubisco complex
    • 複合体: AAA-core of the Rca hexamer from Nostoc sp. PCC7120 in complex with ATP/ATPgammaS
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase
    • 複合体: Rubisco complex from Nostoc sp. PCC7120 in complex with inhibitor CABPリブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain
      • タンパク質・ペプチド: Ribulose bisphosphate carboxylase small chain
  • リガンド: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE

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超分子 #1: NosRca-deltaC:Rubisco complex

超分子名称: NosRca-deltaC:Rubisco complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
詳細: The Rca hexamer captured in the complex with its substrate Rubisco from Nostoc sp. PCC 7120.
由来(天然)生物種: Nostoc sp. PCC 7120 = FACHB-418 (バクテリア)
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌) / 組換株: BL21 sTAR

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超分子 #2: AAA-core of the Rca hexamer from Nostoc sp. PCC7120 in complex wi...

超分子名称: AAA-core of the Rca hexamer from Nostoc sp. PCC7120 in complex with ATP/ATPgammaS
タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Nostoc sp. PCC 7120 = FACHB-418 (バクテリア)
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌) / 組換株: BL21 sTAR

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超分子 #3: Rubisco complex from Nostoc sp. PCC7120 in complex with inhibitor CABP

超分子名称: Rubisco complex from Nostoc sp. PCC7120 in complex with inhibitor CABP
タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2-#3
由来(天然)生物種: Nostoc sp. PCC 7120 = FACHB-418 (バクテリア)
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌) / 組換株: BL21 sTAR

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分子 #1: Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase

分子名称: Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 6 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Nostoc sp. (strain PCC 7120 / SAG 25.82 / UTEX 2576) (バクテリア)
分子量理論値: 32.773316 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: SYYIAPRFLD KLAVHITKNF LNIPGVRVPL ILGIHGRKGE GKTFQCELAF EKMGIEVTLI SGGELESPDA GDPARLIRLR YRETAELIK VRGKMCVLMI NDLDAGAGRF DEGTQYTVNT QLVNATLMNI ADNPTDVQLP GSYDSNPIRR VPIIVTGNDF S TLYAPLIR ...文字列:
SYYIAPRFLD KLAVHITKNF LNIPGVRVPL ILGIHGRKGE GKTFQCELAF EKMGIEVTLI SGGELESPDA GDPARLIRLR YRETAELIK VRGKMCVLMI NDLDAGAGRF DEGTQYTVNT QLVNATLMNI ADNPTDVQLP GSYDSNPIRR VPIIVTGNDF S TLYAPLIR DGRMEKFYWE PNRDDKVGIV GGIFAEDGLS QREIEQLVDT FPKQSIDFFS ALRSRIYDIQ IRDFIHKVGF ER ISLRVVN SLEAPPEFKK PDFSLAHLIE SGNLVLGEQQ RVDNSQLVDE YNR

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分子 #2: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain

分子名称: Ribulose bisphosphate carboxylase large chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO
EC番号: リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
由来(天然)生物種: Nostoc sp. (strain PCC 7120 / SAG 25.82 / UTEX 2576) (バクテリア)
分子量理論値: 53.155125 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: MSYAQTKTQT KSGYKAGVQD YRLTYYTPDY TPKDTDILAA FRVTPQPGVP FEEAAAAVAA ESSTGTWTTV WTDLLTDLDR YKGRCYDIE PVPGEDNQFI AYIAYPLDLF EEGSITNVLT SIVGNVFGFK ALRALRLEDI RFPVAYIKTF QGPPHGIQVE R DKLNKYGR ...文字列:
MSYAQTKTQT KSGYKAGVQD YRLTYYTPDY TPKDTDILAA FRVTPQPGVP FEEAAAAVAA ESSTGTWTTV WTDLLTDLDR YKGRCYDIE PVPGEDNQFI AYIAYPLDLF EEGSITNVLT SIVGNVFGFK ALRALRLEDI RFPVAYIKTF QGPPHGIQVE R DKLNKYGR PLLGCTIKPK LGLSAKNYGR AVYECLRGGL DFT(KCX)DDENIN SAPFQRWRDR FLFVADAITK AQAETGEI K GHYLNVTAPT CEEMLKRAEY AKELKQPIIM HDYLTAGFTA NTTLARWCRD NGVLLHIHRA MHAVIDRQKN HGIHFRVLA KALRLSGGDH IHTGTVVGKL EGERGITMGF VDLLRENYVE QDKSRGIYFT QDWASLPGVM AVASGGIHVW HMPALVEIFG DDSVLQFGG GTLGHPWGNA PGATANRVAL EACVQARNEG RNLAREGNDV IREAAKWSPE LAVACELWKE IKFEFEAMDT V

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分子 #3: Ribulose bisphosphate carboxylase small chain

分子名称: Ribulose bisphosphate carboxylase small chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 8 / 光学異性体: LEVO
EC番号: リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
由来(天然)生物種: Nostoc sp. (strain PCC 7120 / SAG 25.82 / UTEX 2576) (バクテリア)
分子量理論値: 12.840725 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列:
MQTLPKERRY ETLSYLPPLT DVQIEKQVQY ILSQGYIPAV EFNEVSEPTE LYWTLWKLPL FGAKTSREVL AEVQSCRSQY PGHYIRVVG FDNIKQCQIL SFIVHKPSRY

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分子 #4: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 1 / 式: ADP
分子量理論値: 427.201 Da
Chemical component information

ChemComp-ADP:
ADENOSINE-5'-DIPHOSPHATE / ADP / ADP, エネルギー貯蔵分子*YM / アデノシン二リン酸

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分子 #5: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 5 / 式: AGS
分子量理論値: 523.247 Da
Chemical component information

ChemComp-AGS:
PHOSPHOTHIOPHOSPHORIC ACID-ADENYLATE ESTER / ATP-γ-S / ATP-gamma-S, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

+
分子 #6: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 12 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #7: 2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE

分子名称: 2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 7 / 式: CAP
分子量理論値: 356.115 Da
Chemical component information

ChemComp-CAP:
2-CARBOXYARABINITOL-1,5-DIPHOSPHATE / 2-カルボキシ-D-アラビニト-ル1,5-ビスりん酸

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度2.2 mg/mL
緩衝液pH: 8.4
構成要素:
濃度式名称
10.0 mMC4H6O5Malic acidリンゴ酸
20.0 mMC6H13NO4S2-ethanesulfonic acid
20.0 mMC4H11NO32-Amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol
50.0 mMKClPotassium chloride
10.0 mMMgCl2Magnesium chloride
5.0 mMNaHCO3Sodium bicarbonate
0.004 mMC6H14O13P22-Carboxyarabinitol-1,5-diphosphate
2.0 mMC10H16N5O13P3Adenosine triphosphate sodium salt
2.0 mMC10H12Li4N5O12P3SAdenosine 5'-(3-thiotriphosphate) tetralithium salt
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY ARRAY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細NosRubisco (1 uM) was incubated with NaHCO3 (10 mM) at 298 K for 10 min followed by addition of CABP (8 uM). CABP-inhibited NosRubisco (0.5 uM) was then incubated with NosRcaDC (10 uM) in the presence of ATP (2 mM) for 10 s, followed by the addition of ATP-gammaS (2 mM), and incubated at 298 K for another 10 min before preparing the cryo-grids.

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: SPOT SCAN / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 9042 / 平均露光時間: 2.8 sec. / 平均電子線量: 60.0 e/Å2 / 詳細: 31 frames per image
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 519151
CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4.1)
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

1rbl

初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.86 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 21149
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: RECIPROCAL / プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-6z1f:
CryoEM structure of Rubisco Activase with its substrate Rubisco from Nostoc sp. (strain PCC7120)

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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