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万見
- EMDB-25612: CryoEM structure of mu-opioid receptor - Gi protein complex bound... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25612
タイトルCryoEM structure of mu-opioid receptor - Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP)
マップデータCryoEM map of mu-opioid receptor / G protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
試料
  • 複合体: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
    • タンパク質・ペプチド: Soluble cytochrome b562,Mu-type opioid receptor
  • リガンド: Mitragynine pseudoindoxyl
  • リガンド: CHOLESTEROLコレステロール
  • リガンド: water水
機能・相同性
機能・相同性情報


Opioid Signalling / spine apparatus / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / Peptide ligand-binding receptors / adenylate cyclase-inhibiting opioid receptor signaling pathway / positive regulation of appetite / G-protein activation / G protein-coupled opioid receptor activity ...Opioid Signalling / spine apparatus / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / Peptide ligand-binding receptors / adenylate cyclase-inhibiting opioid receptor signaling pathway / positive regulation of appetite / G-protein activation / G protein-coupled opioid receptor activity / filamin binding / G protein-coupled opioid receptor signaling pathway / regulation of cellular response to stress / G alpha (i) signalling events / behavioral response to ethanol / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / negative regulation of nitric oxide biosynthetic process / negative regulation of adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / neuropeptide binding / negative regulation of cAMP-mediated signaling / regulation of NMDA receptor activity / positive regulation of neurogenesis / eating behavior / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / transmission of nerve impulse / G-protein alpha-subunit binding / neuropeptide signaling pathway / Adenylate cyclase inhibitory pathway / GABA-ergic synapse / voltage-gated calcium channel activity / positive regulation of protein localization to cell cortex / regulation of cAMP-mediated signaling / positive regulation of cAMP-mediated signaling / D2 dopamine receptor binding / G protein-coupled serotonin receptor binding / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / sensory perception of pain / dendrite membrane / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / excitatory postsynaptic potential / dendrite cytoplasm / locomotory behavior / Regulation of insulin secretion / 電子伝達系 / G protein-coupled receptor activity / G protein-coupled receptor binding / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G-protein activation / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / response to peptide hormone / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Glucagon-type ligand receptors / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / sensory perception of taste / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / cellular response to prostaglandin E stimulus / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / G-protein beta-subunit binding / GDP binding / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / heterotrimeric G-protein complex / positive regulation of nitric oxide biosynthetic process / G alpha (12/13) signalling events / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / retina development in camera-type eye / GTPase binding / presynaptic membrane / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / Ca2+ pathway / 細胞皮質 / midbody / G alpha (i) signalling events / positive regulation of cytosolic calcium ion concentration
類似検索 - 分子機能
Mu opioid receptor / オピオイド受容体 / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / G-protein alpha subunit, group I / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit ...Mu opioid receptor / オピオイド受容体 / Cytochrome b562 / Cytochrome b562 / Cytochrome c/b562 / G-protein alpha subunit, group I / G-alpha domain profile. / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / GGL domain / G-protein gamma-like domain superfamily / G-protein gamma-like domain / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD domain, G-beta repeat / WD40リピート / WD40リピート / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Soluble cytochrome b562 / Mu-type opioid receptor / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1 / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
類似検索 - 構成要素
生物種Mus musculus (ハツカネズミ) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.5 Å
データ登録者Seven AB / Qu Q / Robertson MJ / Wang H / Kobilka BK / Skiniotis G
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01 NS092695 米国
引用ジャーナル: Nat Chem Biol / 年: 2023
タイトル: Insights into distinct signaling profiles of the µOR activated by diverse agonists.
著者: Qianhui Qu / Weijiao Huang / Deniz Aydin / Joseph M Paggi / Alpay B Seven / Haoqing Wang / Soumen Chakraborty / Tao Che / Jeffrey F DiBerto / Michael J Robertson / Asuka Inoue / Carl-Mikael ...著者: Qianhui Qu / Weijiao Huang / Deniz Aydin / Joseph M Paggi / Alpay B Seven / Haoqing Wang / Soumen Chakraborty / Tao Che / Jeffrey F DiBerto / Michael J Robertson / Asuka Inoue / Carl-Mikael Suomivuori / Bryan L Roth / Susruta Majumdar / Ron O Dror / Brian K Kobilka / Georgios Skiniotis /
要旨: Drugs targeting the μ-opioid receptor (μOR) are the most effective analgesics available but are also associated with fatal respiratory depression through a pathway that remains unclear. Here we ...Drugs targeting the μ-opioid receptor (μOR) are the most effective analgesics available but are also associated with fatal respiratory depression through a pathway that remains unclear. Here we investigated the mechanistic basis of action of lofentanil (LFT) and mitragynine pseudoindoxyl (MP), two μOR agonists with different safety profiles. LFT, one of the most lethal opioids, and MP, a kratom plant derivative with reduced respiratory depression in animal studies, exhibited markedly different efficacy profiles for G protein subtype activation and β-arrestin recruitment. Cryo-EM structures of μOR-Gi1 complex with MP (2.5 Å) and LFT (3.2 Å) revealed that the two ligands engage distinct subpockets, and molecular dynamics simulations showed additional differences in the binding site that promote distinct active-state conformations on the intracellular side of the receptor where G proteins and β-arrestins bind. These observations highlight how drugs engaging different parts of the μOR orthosteric pocket can lead to distinct signaling outcomes.
履歴
登録2021年12月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年12月7日-
マップ公開2022年12月7日-
更新2023年2月15日-
現状2023年2月15日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_25612.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_25612.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 28.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈CryoEM map of mu-opioid receptor / G protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.82 Å
密度
表面レベル登録者による: 1.6
最小 - 最大-3.1943867 - 9.622821
平均 (標準偏差)0.027623937 (±0.24242888)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ196196196
Spacing196196196
セルA=B=C: 160.72 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: Locally refined map of mu-opioid receptor.

ファイルemd_25612_additional_1.map
注釈Locally refined map of mu-opioid receptor.
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: Locally refined map of G protein heterotrimer.

ファイルemd_25612_additional_2.map
注釈Locally refined map of G protein heterotrimer.
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 : mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseu...

全体名称: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
要素
  • 複合体: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
    • タンパク質・ペプチド: Soluble cytochrome b562,Mu-type opioid receptor
  • リガンド: Mitragynine pseudoindoxyl
  • リガンド: CHOLESTEROLコレステロール
  • リガンド: water水

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超分子 #1: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseu...

超分子名称: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
タイプ: complex / ID: 1 / キメラ: Yes / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
詳細: mu-opioid receptor / Gi protein complex bound to mitragynine pseudoindoxyl (MP).
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)

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分子 #1: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 40.415031 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MGCTLSAEDK AAVERSKMID RNLREDGEKA AREVKLLLLG AGESGKSTIV KQMKIIHEAG YSEEECKQYK AVVYSNTIQS IIAIIRAMG RLKIDFGDSA RADDARQLFV LAGAAEEGFM TAELAGVIKR LWKDSGVQAC FNRSREYQLN DSAAYYLNDL D RIAQPNYI ...文字列:
MGCTLSAEDK AAVERSKMID RNLREDGEKA AREVKLLLLG AGESGKSTIV KQMKIIHEAG YSEEECKQYK AVVYSNTIQS IIAIIRAMG RLKIDFGDSA RADDARQLFV LAGAAEEGFM TAELAGVIKR LWKDSGVQAC FNRSREYQLN DSAAYYLNDL D RIAQPNYI PTQQDVLRTR VKTTGIVETH FTFKDLHFKM FDVGGQRSER KKWIHCFEGV TAIIFCVALS DYDLVLAEDE EM NRMHESM KLFDSICNNK WFTDTSIILF LNKKDLFEEK IKKSPLTICY PEYAGSNTYE EAAAYIQCQF EDLNKRKDTK EIY THFTCA TDTKNVQFVF DAVTDVIIKN NLKDCGLF

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分子 #2: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 37.671102 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: PGSSGSELDQ LRQEAEQLKN QIRDARKACA DATLSQITNN IDPVGRIQMR TRRTLRGHLA KIYAMHWGTD SRLLVSASQD GKLIIWDSY TTNKVHAIPL RSSWVMTCAY APSGNYVACG GLDNICSIYN LKTREGNVRV SRELAGHTGY LSCCRFLDDN Q IVTSSGDT ...文字列:
PGSSGSELDQ LRQEAEQLKN QIRDARKACA DATLSQITNN IDPVGRIQMR TRRTLRGHLA KIYAMHWGTD SRLLVSASQD GKLIIWDSY TTNKVHAIPL RSSWVMTCAY APSGNYVACG GLDNICSIYN LKTREGNVRV SRELAGHTGY LSCCRFLDDN Q IVTSSGDT TCALWDIETG QQTTTFTGHT GDVMSLSLAP DTRLFVSGAC DASAKLWDVR EGMCRQTFTG HESDINAICF FP NGNAFAT GSDDATCRLF DLRADQELMT YSHDNIICGI TSVSFSKSGR LLLAGYDDFN CNVWDALKAD RAGVLAGHDN RVS CLGVTD DGMAVATGSW DSFLKIWN

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分子 #3: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 7.861143 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列:
MASNNTASIA QARKLVEQLK MEANIDRIKV SKAAADLMAY CEAHAKEDPL LTPVPASENP FREKKFFCAI L

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分子 #4: Soluble cytochrome b562,Mu-type opioid receptor

分子名称: Soluble cytochrome b562,Mu-type opioid receptor / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 55.123824 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: CLVFADYKDD DDALEVLFQG PADLEDNWET LNDNLKVIEK ADNAAQVKDA LTKMRAAALD AQKATPPKLE DKSPDSPEMK DFRHGFDIL VGQIDDALKL ANEGKVKEAQ AAAEQLKTTR NAYIQKYLAG SPGARSASSL ALAIAITALY SIVCVVGLFG N FLVMYVIV ...文字列:
CLVFADYKDD DDALEVLFQG PADLEDNWET LNDNLKVIEK ADNAAQVKDA LTKMRAAALD AQKATPPKLE DKSPDSPEMK DFRHGFDIL VGQIDDALKL ANEGKVKEAQ AAAEQLKTTR NAYIQKYLAG SPGARSASSL ALAIAITALY SIVCVVGLFG N FLVMYVIV RYTKMKTATN IYIFNLALAD ALATSTLPFQ SVNYLMGTWP FGNILCKIVI SIDYYNMFTS IFTLCTMSVD RY IAVCHPV KALDFRTPRN AKIVNVCNWI LSSAIGLPVM FMATTKYRQG SIDCTLTFSH PTWYWENLLK ICVFIFAFIM PVL IITVCY GLMILRLKSV RMLSGSKEKD RNLRRITRMV LVVVAVFIVC WTPIHIYVII KALITIPETT FQTVSWHFCI ALGY TNSCL NPVLYAFLDE NFKRCFREFC IPTSSTILEV LFQGPEQQNS ARIRQNTREH PSTANTVDRT NHQLENLEAE TAPLP DIHH HHHH

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分子 #5: Mitragynine pseudoindoxyl

分子名称: Mitragynine pseudoindoxyl / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: EIG
分子量理論値: 414.495 Da
Chemical component information

ChemComp-EIG:
Mitragynine pseudoindoxyl / Mitragynine pseudoindoxyl

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分子 #6: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル / コレステロール

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分子 #7: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 8 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER / 水

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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: 7.4
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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 平均電子線量: 56.0 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

初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.5 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 413821

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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

他の情報も見る