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- EMDB-12697: Structure of a Minimal Photosystem I -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-12697
タイトルStructure of a Minimal Photosystem I光化学系I
マップデータ
試料
  • 複合体: Minimal Photosystem I光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: x 7種
  • リガンド: x 8種
機能・相同性
機能・相同性情報


plasma membrane-derived photosystem I / photosystem I reaction center / 光化学系I / 光化学系I / photosynthetic electron transport in photosystem I / chlorophyll binding / plasma membrane-derived thylakoid membrane / 光合成 / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / electron transfer activity ...plasma membrane-derived photosystem I / photosystem I reaction center / 光化学系I / 光化学系I / photosynthetic electron transport in photosystem I / chlorophyll binding / plasma membrane-derived thylakoid membrane / 光合成 / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / electron transfer activity / magnesium ion binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Photosystem I reaction center subunit PsaK / Photosystem I reaction centre subunit PsaK / Photosystem I PsaM, reaction centre superfamily / Photosystem I PsaM, reaction centre / Photosystem I protein M (PsaM) / Photosystem I reaction centre subunit PsaK superfamily / Photosystem I psaG and psaK proteins signature. / Photosystem I reaction center subunit V/PsaK / Photosystem I psaG / psaK / Photosystem I PsaD ...Photosystem I reaction center subunit PsaK / Photosystem I reaction centre subunit PsaK / Photosystem I PsaM, reaction centre superfamily / Photosystem I PsaM, reaction centre / Photosystem I protein M (PsaM) / Photosystem I reaction centre subunit PsaK superfamily / Photosystem I psaG and psaK proteins signature. / Photosystem I reaction center subunit V/PsaK / Photosystem I psaG / psaK / Photosystem I PsaD / Photosystem I, reaction centre subunit PsaD superfamily / PsaD / Photosystem I PsaE, reaction centre subunit IV / Photosystem I reaction centre subunit IV / PsaE / Photosystem I protein PsaC / Photosystem I PsaA / Photosystem I PsaB / Photosystem I PsaA/PsaB, conserved site / Photosystem I psaA and psaB proteins signature. / Photosystem I PsaA/PsaB / Photosystem I PsaA/PsaB superfamily / Photosystem I psaA/psaB protein / Electron transport accessory-like domain superfamily / 4Fe-4S dicluster domain / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Photosystem I reaction center subunit IV / Photosystem I reaction center subunit II / Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 / Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A2 / Photosystem I iron-sulfur center / Photosystem I reaction center subunit XII / Photosystem I reaction center subunit PsaK 2
類似検索 - 構成要素
生物種Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (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: 4.31 Å
データ登録者Nelson N / Caspy I / Lambrev P
資金援助 イスラエル, 1件
OrganizationGrant number
Israel Science Foundation569/17 イスラエル
引用ジャーナル: J Am Chem Soc / : 2021
タイトル: Two-Dimensional Electronic Spectroscopy of a Minimal Photosystem I Complex Reveals the Rate of Primary Charge Separation.
著者: Parveen Akhtar / Ido Caspy / Paweł J Nowakowski / Tirupathi Malavath / Nathan Nelson / Howe-Siang Tan / Petar H Lambrev /
要旨: Photosystem I (PSI), found in all oxygenic photosynthetic organisms, uses solar energy to drive electron transport with nearly 100% quantum efficiency, thanks to fast energy transfer among antenna ...Photosystem I (PSI), found in all oxygenic photosynthetic organisms, uses solar energy to drive electron transport with nearly 100% quantum efficiency, thanks to fast energy transfer among antenna chlorophylls and charge separation in the reaction center. There is no complete consensus regarding the kinetics of the elementary steps involved in the overall trapping, especially the rate of primary charge separation. In this work, we employed two-dimensional coherent electronic spectroscopy to follow the dynamics of energy and electron transfer in a monomeric PSI complex from PCC 6803, containing only subunits A-E, K, and M, at 77 K. We also determined the structure of the complex to 4.3 Å resolution by cryoelectron microscopy with refinements to 2.5 Å. We applied structure-based modeling using a combined Redfield-Förster theory to compute the excitation dynamics. The absorptive 2D electronic spectra revealed fast excitonic/vibronic relaxation on time scales of 50-100 fs from the high-energy side of the absorption spectrum. Antenna excitations were funneled within 1 ps to a small pool of chlorophylls absorbing around 687 nm, thereafter decaying with 4-20 ps lifetimes, independently of excitation wavelength. Redfield-Förster energy transfer computations showed that the kinetics is limited by transfer from these red-shifted pigments. The rate of primary charge separation, upon direct excitation of the reaction center, was determined to be 1.2-1.5 ps. This result implies activationless electron transfer in PSI.
履歴
登録2021年3月30日-
ヘッダ(付随情報) 公開2021年9月1日-
マップ公開2021年9月1日-
更新2021年9月22日-
現状2021年9月22日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
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  • 原子モデル: PDB-7o1v
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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

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_12697.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.8328 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.008 / ムービー #1: 0.011
最小 - 最大-0.033085555 - 0.088419944
平均 (標準偏差)9.346269e-05 (±0.0028571703)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 233.18399 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.83280.83280.8328
M x/y/z280280280
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z233.184233.184233.184
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ640640640
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS280280280
D min/max/mean-0.0330.0880.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : Minimal Photosystem I

全体名称: Minimal Photosystem I光化学系I
要素
  • 複合体: Minimal Photosystem I光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A2光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I iron-sulfur center光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I reaction center subunit II光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I reaction center subunit IV光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I reaction center subunit PsaK 2光化学系I
    • タンパク質・ペプチド: Photosystem I reaction center subunit XII光化学系I
  • リガンド: CHLOROPHYLL Aクロロフィルa
  • リガンド: PHYLLOQUINONEフィロキノン
  • リガンド: BETA-CAROTENEΒ-カロテン
  • リガンド: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE
  • リガンド: 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER鉄・硫黄クラスター
  • リガンド: beta,beta-caroten-4-one
  • リガンド: 1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL

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超分子 #1: Minimal Photosystem I

超分子名称: Minimal Photosystem I / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#7
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)

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分子 #1: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1

分子名称: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: 光化学系I
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 81.722875 KDa
配列文字列: KVSVDNNPVP TSFEKWGKPG HFDRTLARGP KTTTWIWNLH ANAHDFDSQT SDLEDVSRKI FSAHFGHLAV VFVWLSGMYF HGAKFSNYE GWLADPTHIK PSAQVVWPIV GQGILNGDVG GGFHGIQITS GLFYLWRASG FTDSYQLYCT AIGGLVMAAL M LFAGWFHY ...文字列:
KVSVDNNPVP TSFEKWGKPG HFDRTLARGP KTTTWIWNLH ANAHDFDSQT SDLEDVSRKI FSAHFGHLAV VFVWLSGMYF HGAKFSNYE GWLADPTHIK PSAQVVWPIV GQGILNGDVG GGFHGIQITS GLFYLWRASG FTDSYQLYCT AIGGLVMAAL M LFAGWFHY HVKAPKLEWF QNVESMMNHH LAGLLGLGSL GWAGHQIHVS MPINKLLDAG VAPKDIPLPH EFILEPSKMA EL YPSFAQG LTPFFTLNWG VYSDFLTFKG GLNPVTGGLW LSDTAHHHLA IAVLFIIAGH MYRTNWGIGH SMKEILEAHK GPF TGEGHK GLYEILTTSW HAQLAINLAL LGSLTIIVAQ HMYAMPPYPY QAIDYATQLS LFTHHMWIGG FLIVGAGAHG AIFM VRDYD PAKNVNNLLD RMLRHRDAII SHLNWVCIFL GFHSFGLYIH NDTMRALGRP QDMFSDTAIQ LQPIFAQWVQ HLHTL APGA TAPNALATAS YAFGGETIAV AGKVAMMPIT LGTADFMVHH IHAFTIHVTA LILLKGVLYA RSSRLVPDKA NLGFRF PCD GPGRGGTCQV SGWDHVFLGL FWMYNSLSIV IFHFSWKMQS DVWGTVSPDG SVTHVTLGNF AQSAITINGW LRDFLWA QA ANVINSYGSA LSAYGIMFLA GHFVFAFSLM FLFSGRGYWQ ELIESIVWAH NKLNVAPAIQ PRALSIIQGR AVGVAHYL L GGIVTTWAFF LARSLSIG

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分子 #2: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A2

分子名称: Photosystem I P700 chlorophyll a apoprotein A2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: 光化学系I
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 81.167258 KDa
配列文字列: TKFPKFSQDL AQDPTTRRIW YGIATAHDFE THDGMTEENL YQKIFASHFG HIAIIFLWTS GTLFHVAWQG NFEQWIKDPL NIRPIAHAI WDPHFGEGAV NAFTQAGASN PVNIAYSGVY HWFYTIGMTT NQELYSGAVF LLVLASLFLF AGWLHLQPKF R PSLAWFKN ...文字列:
TKFPKFSQDL AQDPTTRRIW YGIATAHDFE THDGMTEENL YQKIFASHFG HIAIIFLWTS GTLFHVAWQG NFEQWIKDPL NIRPIAHAI WDPHFGEGAV NAFTQAGASN PVNIAYSGVY HWFYTIGMTT NQELYSGAVF LLVLASLFLF AGWLHLQPKF R PSLAWFKN AESRLNHHLA GLFGVSSLAW AGHLVHVAIP EARGQHVGWD NFLSTPPHPA GLMPFFTGNW GVYAADPDTA GH IFGTSEG AGTAILTFLG GFHPQTESLW LTDIAHHHLA IAVIFIIAGH MYRTNWGIGH SIKEILNAHK GPLTGAGHTN LYD TINNSL HFQLGLALAS LGVITSLVAQ HMYSLPSYAF IAQDHTTQAA LYTHHQYIAG FLMVGAFAHG AIFFVRDYDP VANK DNVLA RMLEHKEALI SHLSWVSLFL GFHTLGLYVH NDVVVAFGTP EKQILIEPVF AQWIQATSGK ALYGFDVLLS NPDSI ASTT GAAWLPGWLD AINSGTNSLF LTIGPGDFLV HHAIALGLHT TALILIKGAL DARGSKLMPD KKDFGYSFPC DGPGRG GTC DISAWDAFYL AMFWMLNTLG WLTFYWHWKH LGVWSGNVAQ FNENSTYLMG WFRDYLWANS AQLINGYNPY GVNNLSV WA WMFLFGHLVW ATGFMFLISW RGYWQELIET IVWAHERTPL ANLVRWKDKP VALSIVQARL VGLAHFTVGY VLTYAAFL I ASTAGKFG

+
分子 #3: Photosystem I iron-sulfur center

分子名称: Photosystem I iron-sulfur center / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: 光化学系I
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 8.706064 KDa
配列文字列:
SHSVKIYDTC IGCTQCVRAC PLDVLEMVPW DGCKAAQIAS SPRTEDCVGC KRCETACPTD FLSIRVYLGA ETTRSMGLAY

+
分子 #4: Photosystem I reaction center subunit II

分子名称: Photosystem I reaction center subunit II / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 15.663749 KDa
配列文字列:
MTELSGQPPK FGGSTGGLLS KANREEKYAI TWTSASEQVF EMPTGGAAIM NEGENLLYLA RKEQCLALGT QLRTKFKPKI QDYKIYRVY PSGEVQYLHP ADGVFPEKVN EGREAQGTKT RRIGQNPEPV TIKFSGKAPY EV

+
分子 #5: Photosystem I reaction center subunit IV

分子名称: Photosystem I reaction center subunit IV / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 7.680478 KDa
配列文字列:
ALNRGDKVRI KRTESYWYGD VGTVASVEKS GILYPVIVRF DRVNYNGFSG SASGVNTNNF AENELELVQ

+
分子 #6: Photosystem I reaction center subunit PsaK 2

分子名称: Photosystem I reaction center subunit PsaK 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 6 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 8.237783 KDa
配列文字列:
LAQASPTTAG WSLSVGIIMC LCNVFAFVIG YFAIQKTGKG KDLALPQLAS KKTFGLPELL ATMSFGHILG AGMVLGLASS

+
分子 #7: Photosystem I reaction center subunit XII

分子名称: Photosystem I reaction center subunit XII / タイプ: protein_or_peptide / ID: 7 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Synechocystis sp. (strain PCC 6803 / Kazusa) (バクテリア)
: PCC 6803 / Kazusa
分子量理論値: 3.382063 KDa
配列文字列:
MALSDTQILA ALVVALLPAF LAFRLSTELY K

+
分子 #8: CHLOROPHYLL A

分子名称: CHLOROPHYLL A / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 88 / : CLA
分子量理論値: 893.489 Da
Chemical component information

ChemComp-CLA:
CHLOROPHYLL A / クロロフィルa

+
分子 #9: PHYLLOQUINONE

分子名称: PHYLLOQUINONE / タイプ: ligand / ID: 9 / コピー数: 2 / : PQN
分子量理論値: 450.696 Da
Chemical component information

ChemComp-PQN:
PHYLLOQUINONE / フィロキノン / フィロキノン

+
分子 #10: BETA-CAROTENE

分子名称: BETA-CAROTENE / タイプ: ligand / ID: 10 / コピー数: 15 / : BCR
分子量理論値: 536.873 Da
Chemical component information

ChemComp-BCR:
BETA-CAROTENE / β-カロチン / Β-カロテン

+
分子 #11: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE

分子名称: 1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / タイプ: ligand / ID: 11 / コピー数: 5 / : LHG
分子量理論値: 722.97 Da
Chemical component information

ChemComp-LHG:
1,2-DIPALMITOYL-PHOSPHATIDYL-GLYCEROLE / ジパルミトイルホスファチジルグリセロ-ル / リン脂質*YM / Phosphatidylglycerol

+
分子 #12: 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE

分子名称: 1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE / タイプ: ligand / ID: 12 / コピー数: 4 / : LMG
分子量理論値: 787.158 Da
Chemical component information

ChemComp-LMG:
1,2-DISTEAROYL-MONOGALACTOSYL-DIGLYCERIDE

+
分子 #13: IRON/SULFUR CLUSTER

分子名称: IRON/SULFUR CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 13 / コピー数: 3 / : SF4
分子量理論値: 351.64 Da
Chemical component information

ChemComp-FS1:
IRON/SULFUR CLUSTER / 一硫化鉄 / 鉄・硫黄クラスター

+
分子 #14: beta,beta-caroten-4-one

分子名称: beta,beta-caroten-4-one / タイプ: ligand / ID: 14 / コピー数: 2 / : ECH
分子量理論値: 550.856 Da
Chemical component information

ChemComp-ECH:
beta,beta-caroten-4-one / (9′Z)-β-エキネノン / Echinenone

+
分子 #15: 1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL

分子名称: 1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL
タイプ: ligand / ID: 15 / コピー数: 1 / : SQD
分子量理論値: 795.116 Da
Chemical component information

ChemComp-SQD:
1,2-DI-O-ACYL-3-O-[6-DEOXY-6-SULFO-ALPHA-D-GLUCOPYRANOSYL]-SN-GLYCEROL / (2S)-1-O,2-O-ジパルミトイル-3-O-(6-スルホ-6-デオキシ-α-D-グルコピラノシル)グリセロ-ル

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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

緩衝液pH: 6.5
凍結凍結剤: ETHANE

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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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
特殊光学系位相板: VOLTA PHASE PLATE
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 2493 / 平均電子線量: 43.6 e/Å2
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: 286538
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
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: 4.31 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 74303
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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