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- PDB-5u8s: Structure of eukaryotic CMG helicase at a replication fork -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 5u8s
タイトルStructure of eukaryotic CMG helicase at a replication fork
要素
  • (DNA replication complex GINS protein ...) x 4
  • (DNA replication licensing factor ...) x 5
  • Cell division control protein 45
  • DNA (26-MER)
  • DNA (5'-D(P*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*T)-3')
  • Minichromosome maintenance protein 5MCM複合体
キーワードREPLICATION (DNA複製) / CMG helicase / replisome / origin initiation / DNA polymerase (DNAポリメラーゼ) / DNA replication (DNA複製)
機能・相同性
機能・相同性情報


Unwinding of DNA / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / MCM core complex / Assembly of the pre-replicative complex / Switching of origins to a post-replicative state / nuclear DNA replication / MCM complex binding / GINS complex / mitotic DNA replication preinitiation complex assembly / premeiotic DNA replication ...Unwinding of DNA / DNA strand elongation involved in mitotic DNA replication / MCM core complex / Assembly of the pre-replicative complex / Switching of origins to a post-replicative state / nuclear DNA replication / MCM complex binding / GINS complex / mitotic DNA replication preinitiation complex assembly / premeiotic DNA replication / pre-replicative complex assembly involved in nuclear cell cycle DNA replication / mitotic DNA replication / Activation of the pre-replicative complex / CMG complex / nuclear pre-replicative complex / Activation of ATR in response to replication stress / MCM complex / DNA replication preinitiation complex / double-strand break repair via break-induced replication / replication fork protection complex / mitotic DNA replication initiation / single-stranded DNA helicase activity / silent mating-type cassette heterochromatin formation / regulation of DNA-templated DNA replication initiation / DNA strand elongation involved in DNA replication / DNA unwinding involved in DNA replication / DNA replication origin binding / nuclear replication fork / subtelomeric heterochromatin formation / DNA replication initiation / heterochromatin formation / DNA helicase activity / helicase activity / DNA-templated DNA replication / single-stranded DNA binding / ヘリカーゼ / chromosome, telomeric region / DNA damage response / chromatin binding / ATP hydrolysis activity / 核質 / ATP binding / metal ion binding / 細胞核 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
CDC45 family / CDC45-like protein / DNA replication complex GINS protein Psf2 / GINS complex, subunit Psf1 / GINS complex, subunit Psf3 / GINS complex, subunit Psf3 superfamily / DNA replication complex GINS protein SLD5, C-terminal / GINS, helical bundle-like domain superfamily / GINS complex protein Sld5, alpha-helical domain / DNA replication complex GINS protein SLD5 C-terminus ...CDC45 family / CDC45-like protein / DNA replication complex GINS protein Psf2 / GINS complex, subunit Psf1 / GINS complex, subunit Psf3 / GINS complex, subunit Psf3 superfamily / DNA replication complex GINS protein SLD5, C-terminal / GINS, helical bundle-like domain superfamily / GINS complex protein Sld5, alpha-helical domain / DNA replication complex GINS protein SLD5 C-terminus / GINS complex subunit Sld5 / GINS subunit, domain A / GINS complex protein / MCM4, winged helix domain / DNA replication licensing factor Mcm5 / DNA replication licensing factor Mcm3 / Mini-chromosome maintenance complex protein 4 / DNA replication licensing factor Mcm6 / DNA replication licensing factor Mcm7 / Mcm6, C-terminal winged-helix domain / MCM6 C-terminal winged-helix domain / DNA replication licensing factor Mcm2 / Mini-chromosome maintenance protein 2 / Mini-chromosome maintenance, conserved site / MCM family signature. / MCM N-terminal domain / MCM N-terminal domain / MCM OB domain / MCM OB domain / Mini-chromosome maintenance protein / MCM, AAA-lid domain / MCM P-loop domain / MCM AAA-lid domain / MCM family domain profile. / minichromosome maintenance proteins / MCM domain / Winged helix-like DNA-binding domain superfamily / ATPases associated with a variety of cellular activities / AAA+ ATPase domain / Nucleic acid-binding, OB-fold / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / デオキシリボ核酸 / DNA (> 10) / DNA replication licensing factor MCM3 / DNA replication licensing factor MCM2 / Minichromosome maintenance protein 5 / DNA replication licensing factor MCM4 / DNA replication licensing factor MCM7 / DNA replication complex GINS protein PSF2 / DNA replication licensing factor MCM6 ...ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / デオキシリボ核酸 / DNA (> 10) / DNA replication licensing factor MCM3 / DNA replication licensing factor MCM2 / Minichromosome maintenance protein 5 / DNA replication licensing factor MCM4 / DNA replication licensing factor MCM7 / DNA replication complex GINS protein PSF2 / DNA replication licensing factor MCM6 / DNA replication complex GINS protein SLD5 / Cell division control protein 45 / DNA replication complex GINS protein PSF3 / DNA replication complex GINS protein PSF1
類似検索 - 構成要素
生物種Saccharomyces cerevisiae (パン酵母)
synthetic construct (人工物)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 6.1 Å
データ登録者Li, H. / Li, B. / Georgescu, R. / Yuan, Z. / Santos, R. / Sun, J. / Zhang, D. / Yurieva, O. / O'Donnell, M.E.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM111472 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM115809 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2017
タイトル: Structure of eukaryotic CMG helicase at a replication fork and implications to replisome architecture and origin initiation.
著者: Roxana Georgescu / Zuanning Yuan / Lin Bai / Ruda de Luna Almeida Santos / Jingchuan Sun / Dan Zhang / Olga Yurieva / Huilin Li / Michael E O'Donnell /
要旨: The eukaryotic CMG (Cdc45, Mcm2-7, GINS) helicase consists of the Mcm2-7 hexameric ring along with five accessory factors. The Mcm2-7 heterohexamer, like other hexameric helicases, is shaped like a ...The eukaryotic CMG (Cdc45, Mcm2-7, GINS) helicase consists of the Mcm2-7 hexameric ring along with five accessory factors. The Mcm2-7 heterohexamer, like other hexameric helicases, is shaped like a ring with two tiers, an N-tier ring composed of the N-terminal domains, and a C-tier of C-terminal domains; the C-tier contains the motor. In principle, either tier could translocate ahead of the other during movement on DNA. We have used cryo-EM single-particle 3D reconstruction to solve the structure of CMG in complex with a DNA fork. The duplex stem penetrates into the central channel of the N-tier and the unwound leading single-strand DNA traverses the channel through the N-tier into the C-tier motor, 5'-3' through CMG. Therefore, the N-tier ring is pushed ahead by the C-tier ring during CMG translocation, opposite the currently accepted polarity. The polarity of the N-tier ahead of the C-tier places the leading Pol ε below CMG and Pol α-primase at the top of CMG at the replication fork. Surprisingly, the new N-tier to C-tier polarity of translocation reveals an unforeseen quality-control mechanism at the origin. Thus, upon assembly of head-to-head CMGs that encircle double-stranded DNA at the origin, the two CMGs must pass one another to leave the origin and both must remodel onto opposite strands of single-stranded DNA to do so. We propose that head-to-head motors may generate energy that underlies initial melting at the origin.
履歴
登録2016年12月14日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02017年1月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12017年2月1日Group: Database references
改定 1.22017年2月8日Group: Database references
改定 1.32017年9月20日Group: Author supporting evidence / Data collection / カテゴリ: em_image_scans / pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42017年11月8日Group: Derived calculations / カテゴリ: pdbx_struct_assembly
Item: _pdbx_struct_assembly.details / _pdbx_struct_assembly.method_details
改定 1.52018年10月3日Group: Data collection / Refinement description / カテゴリ: refine
改定 1.62020年1月1日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8518
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: DNA replication complex GINS protein PSF1
B: DNA replication complex GINS protein PSF2
C: DNA replication complex GINS protein PSF3
D: DNA replication complex GINS protein SLD5
E: Cell division control protein 45
F: DNA (26-MER)
G: DNA (5'-D(P*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*T)-3')
2: DNA replication licensing factor MCM2
3: DNA replication licensing factor MCM3
4: DNA replication licensing factor MCM4
5: Minichromosome maintenance protein 5
6: DNA replication licensing factor MCM6
7: DNA replication licensing factor MCM7
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)799,67216
ポリマ－798,15013
非ポリマー1,5223
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area69120 Å2
ΔGint-304 kcal/mol
Surface area233760 Å2

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要素

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DNA replication complex GINS protein ... , 4種, 4分子 ABCD

#1: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF1 / Partner of Sld five 1


分子量: 24230.576 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: PSF1, YDR013W, PZA208, YD8119.18 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: Q12488
#2: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF2 / Partner of Sld five 2


分子量: 25096.807 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: PSF2, YJL072C, HRF213, J1086 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P40359
#3: タンパク質 DNA replication complex GINS protein PSF3 / Partner of Sld five 3


分子量: 21977.135 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: PSF3, YOL146W / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: Q12146
#4: タンパク質 DNA replication complex GINS protein SLD5


分子量: 33983.617 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: SLD5, YDR489W / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: Q03406

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タンパク質 , 2種, 2分子 E5

#5: タンパク質 Cell division control protein 45


分子量: 74324.836 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: CDC45, SLD4, YLR103C, L8004.11 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: Q08032
#11: タンパク質 Minichromosome maintenance protein 5 / MCM複合体 / Cell division control protein 46


分子量: 86505.734 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM5, CDC46, YLR274W, L9328.1 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P29496, ヘリカーゼ

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DNA鎖 , 2種, 2分子 FG

#6: DNA鎖 DNA (26-MER)


分子量: 7930.117 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: fork DNA_a (26-MER) / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#7: DNA鎖 DNA (5'-D(P*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*TP*CP*GP*AP*T)-3')


分子量: 4279.804 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: fork DNA-b (14-mer) / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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DNA replication licensing factor ... , 5種, 5分子 23467

#8: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM2 / Minichromosome maintenance protein 2


分子量: 98911.539 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM2, YBL023C, YBL0438 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P29469, ヘリカーゼ
#9: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM3 / Minichromosome maintenance protein 3


分子量: 107653.508 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM3, YEL032W, SYGP-ORF23 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P24279, ヘリカーゼ
#10: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM4 / Cell division control protein 54


分子量: 105096.273 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM4, CDC54, HCD21, YPR019W, YP9531.13 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P30665, ヘリカーゼ
#12: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM6 / Minichromosome maintenance protein 6


分子量: 113110.211 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM6, YGL201C / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P53091, ヘリカーゼ
#13: タンパク質 DNA replication licensing factor MCM7 / Cell division control protein 47 / Minichromosome maintenance protein 7


分子量: 95049.875 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) (パン酵母)
株: ATCC 204508 / S288c / 遺伝子: MCM7, CDC47, YBR202W, YBR1441 / 発現宿主: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 参照: UniProt: P38132, ヘリカーゼ

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非ポリマー , 1種, 3分子

#14: 化合物 ChemComp-ATP / ADENOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / ATP / アデノシン三リン酸


分子量: 507.181 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H16N5O13P3 / コメント: ATP, エネルギー貯蔵分子*YM

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: CMG-biotinylated fork DNA-Streptavidin / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#13 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.75 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母)
由来(組換発現)生物種: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / プラスミド: pRS403,pRS402,pRS404,pRS405,pRS406
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE

-
電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影電子線照射量: 10 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.9_1692 / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 6.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 243796 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
精密化解像度: 6.101→332.8 Å / SU ML: 1.98 / 位相誤差: 57.46 / 立体化学のターゲット値: MLHL
Rfactor反射数%反射
Rfree0.3913 2013 0.59 %
Rwork0.4061 --
obs0.406 338881 99.7 %
溶媒の処理減衰半径: 0.9 Å / VDWプローブ半径: 1.11 Å / 溶媒モデル: FLAT BULK SOLVENT MODEL
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00341768
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.92656620
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.09615855
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0326552
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0037116
LS精密化 シェル
解像度 (Å)Rfactor RfreeNum. reflection RfreeRfactor RworkNum. reflection RworkRefine-ID% reflection obs (%)
6.1005-6.25310.06631440.057524210ELECTRON MICROSCOPY100
6.2531-6.42220.55191310.537123911ELECTRON MICROSCOPY100
6.4222-6.61120.54541560.511823791ELECTRON MICROSCOPY100
6.6112-6.82460.58781440.505324243ELECTRON MICROSCOPY100
6.8246-7.06850.56221440.5124304ELECTRON MICROSCOPY100
7.0685-7.35150.50761680.49824158ELECTRON MICROSCOPY100
7.3515-7.68620.48091320.48624117ELECTRON MICROSCOPY100
7.6862-8.09140.44211200.461124044ELECTRON MICROSCOPY100
8.0914-8.59840.45631680.424324036ELECTRON MICROSCOPY100
8.5984-9.26230.43271320.393924317ELECTRON MICROSCOPY100
9.2623-10.19450.38581440.330824141ELECTRON MICROSCOPY100
10.1945-11.66970.31541080.297123753ELECTRON MICROSCOPY99
11.6697-14.70270.29261540.318124003ELECTRON MICROSCOPY99
14.7027-333.29610.27061680.308223840ELECTRON MICROSCOPY99

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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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