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- EMDB-25853: Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein i... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-25853
タイトルCryo-EM structure of SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein in complex with human ACE2 (focused refinement of RBD and ACE2)
マップデータCryo-EM map of SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein in complex with human ACE2 (focused refinement of RBD and ACE2)
試料
  • 複合体: SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein
    • 複合体: SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
    • 複合体: human ACE2
      • タンパク質・ペプチド: Processed angiotensin-converting enzyme 2
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
キーワードSARS-CoV-2 / glycoprotein / fusion protein / viral protein / ACE2
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of amino acid transport / angiotensin-converting enzyme 2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / positive regulation of gap junction assembly / tryptophan transport / regulation of cardiac conduction / regulation of vasoconstriction ...positive regulation of amino acid transport / angiotensin-converting enzyme 2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / positive regulation of gap junction assembly / tryptophan transport / regulation of cardiac conduction / regulation of vasoconstriction / peptidyl-dipeptidase activity / maternal process involved in female pregnancy / angiotensin maturation / Metabolism of Angiotensinogen to Angiotensins / negative regulation of signaling receptor activity / carboxypeptidase activity / Attachment and Entry / positive regulation of cardiac muscle contraction / viral life cycle / regulation of cytokine production / blood vessel diameter maintenance / negative regulation of smooth muscle cell proliferation / brush border membrane / regulation of transmembrane transporter activity / cilium / negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade / positive regulation of reactive oxygen species metabolic process / metallopeptidase activity / endocytic vesicle membrane / virus receptor activity / regulation of cell population proliferation / regulation of inflammatory response / endopeptidase activity / Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / suppression by virus of host tetherin activity / Potential therapeutics for SARS / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / membrane fusion / Attachment and Entry / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / symbiont-mediated suppression of host innate immune response / symbiont entry into host cell / membrane raft / apical plasma membrane / endoplasmic reticulum lumen / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / cell surface / extracellular space / extracellular exosome / zinc ion binding / extracellular region / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Collectrin-like domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / Angiotensin-converting enzyme / Peptidase family M2 domain profile. / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal ...Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Collectrin-like domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / Angiotensin-converting enzyme / Peptidase family M2 domain profile. / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Spike glycoprotein / Angiotensin-converting enzyme 2
類似検索 - 構成要素
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス) / 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: 3.52 Å
データ登録者Zhu X / Saville JW
資金援助2件
OrganizationGrant number国
Canada Excellence Research Chair AwardPrecision Cancer Drug Design
Other governmentCOVID-19 research
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2022
タイトル: Structural and biochemical rationale for enhanced spike protein fitness in delta and kappa SARS-CoV-2 variants.
著者: James W Saville / Dhiraj Mannar / Xing Zhu / Shanti S Srivastava / Alison M Berezuk / Jean-Philippe Demers / Steven Zhou / Katharine S Tuttle / Inna Sekirov / Andrew Kim / Wei Li / Dimiter S ...著者: James W Saville / Dhiraj Mannar / Xing Zhu / Shanti S Srivastava / Alison M Berezuk / Jean-Philippe Demers / Steven Zhou / Katharine S Tuttle / Inna Sekirov / Andrew Kim / Wei Li / Dimiter S Dimitrov / Sriram Subramaniam /
要旨: The Delta and Kappa variants of SARS-CoV-2 co-emerged in India in late 2020, with the Delta variant underlying the resurgence of COVID-19, even in countries with high vaccination rates. In this ...The Delta and Kappa variants of SARS-CoV-2 co-emerged in India in late 2020, with the Delta variant underlying the resurgence of COVID-19, even in countries with high vaccination rates. In this study, we assess structural and biochemical aspects of viral fitness for these two variants using cryo-electron microscopy (cryo-EM), ACE2-binding and antibody neutralization analyses. Both variants demonstrate escape of antibodies targeting the N-terminal domain, an important immune hotspot for neutralizing epitopes. Compared to wild-type and Kappa lineages, Delta variant spike proteins show modest increase in ACE2 affinity, likely due to enhanced electrostatic complementarity at the RBD-ACE2 interface, which we characterize by cryo-EM. Unexpectedly, Kappa variant spike trimers form a structural head-to-head dimer-of-trimers assembly, which we demonstrate is a result of the E484Q mutation and with unknown biological implications. The combination of increased antibody escape and enhanced ACE2 binding provides an explanation, in part, for the rapid global dominance of the Delta variant.
履歴
登録2022年1月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年3月16日-
マップ公開2022年3月16日-
更新2024年10月23日-
現状2024年10月23日処理サイト: RCSB / 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）
  • 表面レベル: 0.135
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.135
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7tew
  • 表面レベル: 0.135
  • 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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_25853.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_25853.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cryo-EM map of SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein in complex with human ACE2 (focused refinement of RBD and ACE2)
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.)
1 Å/pix.
x 400 pix.
= 400. Å		1 Å/pix.
x 400 pix.
= 400. Å		1 Å/pix.
x 400 pix.
= 400. 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: 1 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: 0.135 / ムービー #1: 0.135
最小 - 最大-0.31767666 - 0.78596866
平均 (標準偏差)-0.00076043746 (±0.013493352)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 400.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z111
M x/y/z400400400
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z400.000400.000400.000
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ139118109
NX/NY/NZ123164187
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS400400400
D min/max/mean-0.3180.786-0.001

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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 : SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein

全体名称: SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein
要素
  • 複合体: SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein
    • 複合体: SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
    • 複合体: human ACE2
      • タンパク質・ペプチド: Processed angiotensin-converting enzyme 2
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein

超分子名称: SARS-CoV-2 Kappa (B.1.617.1) spike protein / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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超分子 #2: SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein

超分子名称: SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) spike protein / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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超分子 #3: human ACE2

超分子名称: human ACE2 / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Spike glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein / 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: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 142.180281 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MFVFLVLLPL VSSQCVNLRT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESGVYS S ANNCTFEY ...文字列:
MFVFLVLLPL VSSQCVNLRT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESGVYS S ANNCTFEY VSQPFLMDLE GKQGNFKNLR EFVFKNIDGY FKIYSKHTPI NLVRDLPQGF SALEPLVDLP IGINITRFQT LL ALHRSYL TPGDSSSGWT AGAAAYYVGY LQPRTFLLKY NENGTITDAV DCALDPLSET KCTLKSFTVE KGIYQTSNFR VQP TESIVR FPNITNLCPF GEVFNATRFA SVYAWNRKRI SNCVADYSVL YNSASFSTFK CYGVSPTKLN DLCFTNVYAD SFVI RGDEV RQIAPGQTGK IADYNYKLPD DFTGCVIAWN SNNLDSKVGG NYNYRYRLFR KSNLKPFERD ISTEIYQAGS KPCNG VEGF NCYFPLQSYG FQPTNGVGYQ PYRVVVLSFE LLHAPATVCG PKKSTNLVKN KCVNFNFNGL TGTGVLTESN KKFLPF QQF GRDIADTTDA VRDPQTLEIL DITPCSFGGV SVITPGTNTS NQVAVLYQGV NCTEVPVAIH ADQLTPTWRV YSTGSNV FQ TRAGCLIGAE HVNNSYECDI PIGAGICASY QTQTNSRGSA SSVASQSIIA YTMSLGAENS VAYSNNSIAI PTNFTISV T TEILPVSMTK TSVDCTMYIC GDSTECSNLL LQYGSFCTQL NRALTGIAVE QDKNTQEVFA QVKQIYKTPP IKDFGGFNF SQILPDPSKP SKRSPIEDLL FNKVTLADAG FIKQYGDCLG DIAARDLICA QKFNGLTVLP PLLTDEMIAQ YTSALLAGTI TSGWTFGAG PALQIPFPMQ MAYRFNGIGV TQNVLYENQK LIANQFNSAI GKIQDSLSST PSALGKLQNV VNQNAQALNT L VKQLSSNF GAISSVLNDI LSRLDPPEAE VQIDRLITGR LQSLQTYVTQ QLIRAAEIRA SANLAATKMS ECVLGQSKRV DF CGKGYHL MSFPQSAPHG VVFLHVTYVP AQEKNFTTAP AICHDGKAHF PREGVFVSNG THWFVTQRNF YEPQIITTDN TFV SGNCDV VIGIVNNTVY DPLQPELDSF KEELDKYFKN HTSPDVDLGD ISGINASVVN IQKEIDRLNE VAKNLNESLI DLQE LGKYE QGSGYIPEAP RDGQAYVRKD GEWVLLSTFL GRSLEVLFQG PGHHHHHHHH SAWSHPQFEK GGGSGGGGSG GSAWS HPQF EK

UniProtKB: Spike glycoprotein

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分子 #2: Processed angiotensin-converting enzyme 2

分子名称: Processed angiotensin-converting enzyme 2 / 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: 70.386992 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: QSTIEEQAKT FLDKFNHEAE DLFYQSSLAS WNYNTNITEE NVQNMNNAGD KWSAFLKEQS TLAQMYPLQE IQNLTVKLQL QALQQNGSS VLSEDKSKRL NTILNTMSTI YSTGKVCNPD NPQECLLLEP GLNEIMANSL DYNERLWAWE SWRSEVGKQL R PLYEEYVV ...文字列:
QSTIEEQAKT FLDKFNHEAE DLFYQSSLAS WNYNTNITEE NVQNMNNAGD KWSAFLKEQS TLAQMYPLQE IQNLTVKLQL QALQQNGSS VLSEDKSKRL NTILNTMSTI YSTGKVCNPD NPQECLLLEP GLNEIMANSL DYNERLWAWE SWRSEVGKQL R PLYEEYVV LKNEMARANH YEDYGDYWRG DYEVNGVDGY DYSRGQLIED VEHTFEEIKP LYEHLHAYVR AKLMNAYPSY IS PIGCLPA HLLGDMWGRF WTNLYSLTVP FGQKPNIDVT DAMVDQAWDA QRIFKEAEKF FVSVGLPNMT QGFWENSMLT DPG NVQKAV CHPTAWDLGK GDFRILMCTK VTMDDFLTAH HEMGHIQYDM AYAAQPFLLR NGANEGFHEA VGEIMSLSAA TPKH LKSIG LLSPDFQEDN ETEINFLLKQ ALTIVGTLPF TYMLEKWRWM VFKGEIPKDQ WMKKWWEMKR EIVGVVEPVP HDETY CDPA SLFHVSNDYS FIRYYTRTLY QFQFQEALCQ AAKHEGPLHK CDISNSTEAG QKLFNMLRLG KSEPWTLALE NVVGAK NMN VRPLLNYFEP LFTWLKDQNK NSFVGWSTDW SPYADHHHHH HHH

UniProtKB: Angiotensin-converting enzyme 2

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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: 7 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン

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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: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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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: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 40.0 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: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.5 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.52 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 97827
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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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