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- EMDB-15899: Cryo-EM structure for the mouse LEPR-CRH2:Leptin:LEPR-Ig complex ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-15899
タイトルCryo-EM structure for the mouse LEPR-CRH2:Leptin:LEPR-Ig complex following symmetry expansion in combination with local refinement
マップデータSharpened cryo-EM map following local refinement following symmetry expansion of particle set
試料
  • 複合体: Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R extracellular region
    • タンパク質・ペプチド: Leptin
    • タンパク質・ペプチド: Leptin receptor
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードleptin / LEP-R / obesity / metabolism / energy balance / CYTOKINE
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of metabolic process / negative regulation of locomotor rhythm / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / leptin receptor activity / regulation of lipoprotein lipid oxidation / cellular response to L-ascorbic acid / positive regulation of fat cell apoptotic process / negative regulation of glutamine transport / activation of protein kinase C activity / negative regulation of appetite by leptin-mediated signaling pathway ...negative regulation of metabolic process / negative regulation of locomotor rhythm / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / leptin receptor activity / regulation of lipoprotein lipid oxidation / cellular response to L-ascorbic acid / positive regulation of fat cell apoptotic process / negative regulation of glutamine transport / activation of protein kinase C activity / negative regulation of appetite by leptin-mediated signaling pathway / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / negative regulation of glucagon secretion / regulation of endothelial cell proliferation / leptin receptor binding / sexual reproduction / regulation of natural killer cell mediated cytotoxicity / regulation of bone remodeling / regulation of natural killer cell proliferation / positive regulation of luteinizing hormone secretion / regulation of natural killer cell activation / glycerol biosynthetic process / regulation of steroid biosynthetic process / negative regulation of eating behavior / elastin metabolic process / regulation of transport / leptin-mediated signaling pathway / positive regulation of follicle-stimulating hormone secretion / positive regulation of monoatomic ion transport / bone growth / protein-hormone receptor activity / regulation of intestinal cholesterol absorption / regulation of brown fat cell differentiation / positive regulation of hepatic stellate cell activation / positive regulation of peroxisome proliferator activated receptor signaling pathway / regulation of nitric-oxide synthase activity / regulation of feeding behavior / adult feeding behavior / bone mineralization involved in bone maturation / response to leptin / fatty acid catabolic process / negative regulation of cartilage development / regulation of lipid biosynthetic process / negative regulation of appetite / negative regulation of D-glucose import across plasma membrane / ovulation from ovarian follicle / positive regulation of developmental growth / energy reserve metabolic process / leukocyte tethering or rolling / prostaglandin secretion / cellular response to leptin stimulus / cardiac muscle hypertrophy / bile acid metabolic process / hormone metabolic process / positive regulation of p38MAPK cascade / cell surface receptor signaling pathway via STAT / regulation of protein localization to nucleus / cytokine receptor activity / regulation of fat cell differentiation / intestinal absorption / insulin secretion / regulation of gluconeogenesis / negative regulation of vasoconstriction / aorta development / eating behavior / response to vitamin E / glycogen metabolic process / fatty acid beta-oxidation / peptide hormone receptor binding / regulation of cytokine production involved in inflammatory response / response to dietary excess / cytokine binding / central nervous system neuron development / regulation of insulin secretion / peptide hormone binding / T cell differentiation / negative regulation of lipid storage / regulation of angiogenesis / negative regulation of gluconeogenesis / positive regulation of TOR signaling / adipose tissue development / positive regulation of insulin receptor signaling pathway / phagocytosis / cell surface receptor signaling pathway via JAK-STAT / glial cell proliferation / cholesterol metabolic process / cellular response to retinoic acid / energy homeostasis / positive regulation of interleukin-12 production / positive regulation of T cell proliferation / placenta development / positive regulation of insulin secretion involved in cellular response to glucose stimulus / response to activity / negative regulation of autophagy / determination of adult lifespan / positive regulation of interleukin-8 production / positive regulation of receptor signaling pathway via JAK-STAT / lipid metabolic process / female pregnancy / hormone activity / circadian rhythm
類似検索 - 分子機能
Leptin / Leptin receptor, immunoglobulin-like domain / Leptin / Obesity receptor immunoglobulin like domain / Short hematopoietin receptor, family 1, conserved site / Immunoglobulin C2-set-like, ligand-binding / Ig-like C2-type domain / Long hematopoietin receptor, Gp130 family 2, conserved site / Long hematopoietin receptor, gp130 family signature. / Four-helical cytokine-like, core ...Leptin / Leptin receptor, immunoglobulin-like domain / Leptin / Obesity receptor immunoglobulin like domain / Short hematopoietin receptor, family 1, conserved site / Immunoglobulin C2-set-like, ligand-binding / Ig-like C2-type domain / Long hematopoietin receptor, Gp130 family 2, conserved site / Long hematopoietin receptor, gp130 family signature. / Four-helical cytokine-like, core / Fibronectin type III domain / Fibronectin type 3 domain / Fibronectin type-III domain profile. / Fibronectin type III / Fibronectin type III superfamily / Ig-like domain profile. / Immunoglobulin-like domain / Immunoglobulin-like fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Leptin / Leptin receptor
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 4.02 Å
データ登録者Verstraete K / Savvides SN / Verschueren KG / Tsirigotaki A
資金援助 ベルギー, 1件
OrganizationGrant number国
Research Foundation - Flanders (FWO)G0G0619N ベルギー
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2023
タイトル: Mechanism of receptor assembly via the pleiotropic adipokine Leptin.
著者: Alexandra Tsirigotaki / Ann Dansercoer / Koen H G Verschueren / Iva Marković / Christoph Pollmann / Maximillian Hafer / Jan Felix / Catherine Birck / Wouter Van Putte / Dominiek Catteeuw / ...著者: Alexandra Tsirigotaki / Ann Dansercoer / Koen H G Verschueren / Iva Marković / Christoph Pollmann / Maximillian Hafer / Jan Felix / Catherine Birck / Wouter Van Putte / Dominiek Catteeuw / Jan Tavernier / J Fernando Bazan / Jacob Piehler / Savvas N Savvides / Kenneth Verstraete /
要旨: The adipokine Leptin activates its receptor LEP-R in the hypothalamus to regulate body weight and exerts additional pleiotropic functions in immunity, fertility and cancer. However, the structure and ...The adipokine Leptin activates its receptor LEP-R in the hypothalamus to regulate body weight and exerts additional pleiotropic functions in immunity, fertility and cancer. However, the structure and mechanism of Leptin-mediated LEP-R assemblies has remained unclear. Intriguingly, the signaling-competent isoform of LEP-R is only lowly abundant amid several inactive short LEP-R isoforms contributing to a mechanistic conundrum. Here we show by X-ray crystallography and cryo-EM that, in contrast to long-standing paradigms, Leptin induces type I cytokine receptor assemblies featuring 3:3 stoichiometry and demonstrate such Leptin-induced trimerization of LEP-R on living cells via single-molecule microscopy. In mediating these assemblies, Leptin undergoes drastic restructuring that activates its site III for binding to the Ig domain of an adjacent LEP-R. These interactions are abolished by mutations linked to obesity. Collectively, our study provides the structural and mechanistic framework for how evolutionarily conserved Leptin:LEP-R assemblies with 3:3 stoichiometry can engage distinct LEP-R isoforms to achieve signaling.
履歴
登録2022年9月30日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年4月5日-
マップ公開2023年4月5日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_15899.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_15899.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 343 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Sharpened cryo-EM map following local refinement following symmetry expansion of particle set
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 448 pix.
= 371.392 Å		0.83 Å/pix.
x 448 pix.
= 371.392 Å		0.83 Å/pix.
x 448 pix.
= 371.392 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.829 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.139
最小 - 最大-0.52969044 - 0.67219245
平均 (標準偏差)0.00008679922 (±0.010363879)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ448448448
Spacing448448448
セルA=B=C: 371.392 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_15899_msk_1.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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追加マップ: Non-sharpened map following local refinement following symmetry expansion...

ファイルemd_15899_additional_1.map
注釈Non-sharpened map following local refinement following symmetry expansion of particle set
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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追加マップ: Sharpened cryo-EM map with DeepEMhancer

ファイルemd_15899_additional_2.map
注釈Sharpened cryo-EM map with DeepEMhancer
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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ハーフマップ: Half map B

ファイルemd_15899_half_map_1.map
注釈Half map B
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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ハーフマップ: Half map A

ファイルemd_15899_half_map_2.map
注釈Half map A
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 : Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R...

全体名称: Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R extracellular region
要素
  • 複合体: Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R extracellular region
    • タンパク質・ペプチド: Leptin
    • タンパク質・ペプチド: Leptin receptor
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R...

超分子名称: Mouse leptin in complex with a trimerized form of the mouse Lep-R extracellular region
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: The mLEP-R ectodomain was C-terminally fused to a trimeric GCN4 isoleucine zipper tag and secreted from HEK93 FreeStyle cells and complexed with refolded mouse leptin produced in E.coli.
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 444 KDa

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分子 #1: Leptin

分子名称: Leptin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1
詳細: Mouse leptin was produced with an N-terminal His-tag and refolded from inclusion bodies produced in E. coli
コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 18.873283 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
MGSSHHHHHH PGGPGSENLY FQGGSTGGVP IQKVQDDTKT LIKTIVTRIN DISHTQSVSA KQRVTGLDFI PGLHPILSLS KMDQTLAVY QQVLTSLPSQ NVLQIANDLE NLRDLLHLLA FSKSCSLPQT SGLQKPESLD GVLEASLYST EVVALSRLQG S LQDILQQL DVSPEC

UniProtKB: Leptin

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分子 #2: Leptin receptor

分子名称: Leptin receptor / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2
詳細: The mLEP-R ectodomain was C-terminally fused to a trimeric GCN4 isoleucine zipper tag and secreted from HEK93 FreeStyle cells and complexed with refolded mouse leptin produced in E.coli.
コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 97.479391 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: LNLAYPISPW KFKLFCGPPN TTDDSFLSPA GAPNNASALK GASEAIVEAK FNSSGIYVPE LSKTVFHCCF GNEQGQNCSA LTDNTEGKT LASVVKASVF RQLGVNWDIE CWMKGDLTLF ICHMEPLPKN PFKNYDSKVH LLYDLPEVID DSPLPPLKDS F QTVQCNCS ...文字列:
LNLAYPISPW KFKLFCGPPN TTDDSFLSPA GAPNNASALK GASEAIVEAK FNSSGIYVPE LSKTVFHCCF GNEQGQNCSA LTDNTEGKT LASVVKASVF RQLGVNWDIE CWMKGDLTLF ICHMEPLPKN PFKNYDSKVH LLYDLPEVID DSPLPPLKDS F QTVQCNCS LRGCECHVPV PRAKLNYALL MYLEITSAGV SFQSPLMSLQ PMLVVKPDPP LGLHMEVTDD GNLKISWDSQ TM APFPLQY QVKYLENSTI VREAAEIVSA TSLLVDSVLP GSSYEVQVRS KRLDGSGVWS DWSSPQVFTT QDVVYFPPKI LTS VGSNAS FHCIYKNENQ IISSKQIVWW RNLAEKIPEI QYSIVSDRVS KVTFSNLKAT RPRGKFTYDA VYCCNEQACH HRYA ELYVI DVNINISCET DGYLTKMTCR WSPSTIQSLV GSTVQLRYHR RSLYCPDSPS IHPTSEPKNC VLQRDGFYEC VFQPI FLLS GYTMWIRINH SLGSLDSPPT CVLPDSVVKP LPPSNVKAEI TVNTGLLKVS WEKPVFPENN LQFQIRYGLS GKEIQW KTH EVFDAKSKSA SLLVSDLCAV YVVQVRCRRL DGLGYWSNWS SPAYTLVMDV KVPMRGPEFW RKMDGDVTKK ERNVTLL WK PLTKNDSLCS VRRYVVKHRT AHNGTWSEDV GNRTNLTFLW TEPAHTVTVL AVNSLGASLV NFNLTFSWPM SKVSAVES L SAYPLSSSCV ILSWTLSPDD YSLLYLVIEW KILNEDDGMK WLRIPSNVKK FYIHDNFIPI EKYQFSLYPV FMEGVGKPK IINGFTKDAI DKQQNDAGST GGSGGSGGSG GSGGSRMKQI EDKIEEILSK IYHIENEIAR IKKLIGER

UniProtKB: Leptin receptor

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分子 #3: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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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0.3 mg/mL
緩衝液pH: 7.4
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMC8H18N2O4SHEPES
150.0 mMNaClsodium chloride

詳細: 20 mM HEPES, 150 mM NaCl, pH 7.4
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 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 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 99 % / チャンバー内温度: 295 K / 装置: LEICA EM GP
詳細This sample was monodisperse.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 13230 / 平均電子線量: 45.0 e/Å2
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: FLOOD BEAM / 撮影モード: OTHER / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm / 倍率（公称値）: 105000
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: 141157
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7z3r


詳細: Crystal structure for mouse leptin in complex with the IgCRH2-fragment of mLEP-R
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: 4.02 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. version 3.3.2)
ソフトウェア - 詳細: Symmetry expansion in combination with local refinement
詳細: To address the breakage of symmetry in the ring-like core region of the complex and possibly revolve the mLEP-RCRH2:mLeptin:mLEP-RCRH1-IgCRH2 subcomplex at higher resolution, the pseudo-C3 ...詳細: To address the breakage of symmetry in the ring-like core region of the complex and possibly revolve the mLEP-RCRH2:mLeptin:mLEP-RCRH1-IgCRH2 subcomplex at higher resolution, the pseudo-C3 symmetric volume following consenus refinement was aligned to the pseudo-C3 symmetry axis via the Volume Alignment Tool job in cryoSPARC. The associated particle set was re-extracted without binning and symmetry expanded around the C3 axis resulting in 163,914 particles. Using the molmap function in Chimera, a volume blurred to 25 Angstrom around one mLEP-RCRH2:mLeptin:mLEP-RCRH1-IgCRH2 subcomplex was generated, and transformed into a mask with the Volume Tools job in cryoSPARC. Local refinement was performed by limiting the rotation and shift search extent around the original consensus refinement. The center of mass of the mask was used as a fulcrum point. This approach resulted in a cryo-EM map with an FSC0.143 resolution of 4.02 Angstrom in which the crystallographic model for the mLEP-RCRH2:mLeptin:mLEP-R_IgCRH2' complex was fitted using Chimera and real-space refined in Phenix using reference restraints to the starting model.
使用した粒子像数: 163914
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. v3.3.1)
最終 3次元分類クラス数: 5 / 平均メンバー数/クラス: 28233 / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. v3.3.1) / ソフトウェア - 詳細: Ab initio 3D classification
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

ソフトウェア名称: UCSF Chimera (ver. 1.17)
詳細The crystallographic model for the mLEP-RCRH2:mLeptin:mLEP-R_IgCRH2' complex (pdb 7z3r) was fitted in the cryo-EM map using Chimera and real-space refined in Phenix using reference restraints to the starting model.
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8b7q:
Cryo-EM structure for the mouse LEPR-CRH2:Leptin:LEPR-Ig complex following symmetry expansion in combination with local refinement

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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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