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- EMDB-43780: Rat GluN1-GluN2B NMDA receptor channel in complex with glycine, g... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-43780
タイトルRat GluN1-GluN2B NMDA receptor channel in complex with glycine, glutamate, and EU-1622-A, in nonactive1 conformation
マップデータThe B-factor sharpened map.
試料
  • 複合体: Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
  • リガンド: GLYCINE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: GLUTAMIC ACID
キーワードIon channel / ionotropic glutamate receptor / synaptic membrane protein / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


neurotransmitter receptor activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / cellular response to curcumin / cellular response to corticosterone stimulus / cellular response to magnesium starvation / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / sensory organ development / sensitization / pons maturation / regulation of cell communication / positive regulation of Schwann cell migration ...neurotransmitter receptor activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / cellular response to curcumin / cellular response to corticosterone stimulus / cellular response to magnesium starvation / regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / sensory organ development / sensitization / pons maturation / regulation of cell communication / positive regulation of Schwann cell migration / EPHB-mediated forward signaling / neurotransmitter receptor activity involved in regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / response to hydrogen sulfide / Assembly and cell surface presentation of NMDA receptors / olfactory learning / regulation of protein kinase A signaling / conditioned taste aversion / dendritic branch / response to other organism / regulation of respiratory gaseous exchange / protein localization to postsynaptic membrane / positive regulation of inhibitory postsynaptic potential / apical dendrite / propylene metabolic process / response to glycine / regulation of ARF protein signal transduction / fear response / response to methylmercury / positive regulation of cysteine-type endopeptidase activity / voltage-gated monoatomic cation channel activity / cellular response to dsRNA / response to carbohydrate / negative regulation of dendritic spine maintenance / regulation of monoatomic cation transmembrane transport / interleukin-1 receptor binding / cellular response to lipid / NMDA glutamate receptor activity / response to morphine / positive regulation of glutamate secretion / response to growth hormone / Synaptic adhesion-like molecules / NMDA selective glutamate receptor complex / RAF/MAP kinase cascade / parallel fiber to Purkinje cell synapse / response to manganese ion / NMDA selective glutamate receptor signaling pathway / calcium ion transmembrane import into cytosol / glutamate binding / neuromuscular process / positive regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / protein heterotetramerization / regulation of synapse assembly / glycine binding / positive regulation of calcium ion transport into cytosol / regulation of axonogenesis / regulation of dendrite morphogenesis / male mating behavior / heterocyclic compound binding / suckling behavior / receptor clustering / startle response / behavioral response to pain / response to amine / small molecule binding / regulation of neuronal synaptic plasticity / action potential / monoatomic cation transmembrane transport / monoatomic cation transport / associative learning / positive regulation of excitatory postsynaptic potential / regulation of MAPK cascade / response to magnesium ion / social behavior / ligand-gated monoatomic ion channel activity / cellular response to organic cyclic compound / excitatory synapse / extracellularly glutamate-gated ion channel activity / cellular response to glycine / positive regulation of dendritic spine maintenance / behavioral fear response / neuron development / regulation of postsynaptic membrane potential / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / phosphatase binding / postsynaptic density, intracellular component / cellular response to manganese ion / glutamate receptor binding / D2 dopamine receptor binding / multicellular organismal response to stress / long-term memory / positive regulation of synaptic transmission, glutamatergic / prepulse inhibition / monoatomic cation channel activity / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of pain / calcium ion homeostasis / regulation of neuron apoptotic process / synaptic cleft / response to electrical stimulus / response to mechanical stimulus / glutamate-gated receptor activity
類似検索 - 分子機能
Glutamate [NMDA] receptor, epsilon subunit, C-terminal / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / : / : / Bacterial extracellular solute-binding proteins, family 3 / Solute-binding protein family 3/N-terminal domain of MltF / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / : / Ligand-gated ion channel ...Glutamate [NMDA] receptor, epsilon subunit, C-terminal / N-methyl D-aspartate receptor 2B3 C-terminus / : / : / Bacterial extracellular solute-binding proteins, family 3 / Solute-binding protein family 3/N-terminal domain of MltF / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / : / Ligand-gated ion channel / Ionotropic glutamate receptor, L-glutamate and glycine-binding domain / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / Ionotropic glutamate receptor / Eukaryotic homologues of bacterial periplasmic substrate binding proteins. / Receptor, ligand binding region / Receptor family ligand binding region / Periplasmic binding protein-like I
類似検索 - ドメイン・相同性
Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1 / Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.13 Å
データ登録者Chou T-H / Furukawa H
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)NS111745 米国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)MH085926 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Molecular mechanism of ligand gating and opening of NMDA receptor.
著者: Tsung-Han Chou / Max Epstein / Russell G Fritzemeier / Nicholas S Akins / Srinu Paladugu / Elijah Z Ullman / Dennis C Liotta / Stephen F Traynelis / Hiro Furukawa /
要旨: Glutamate transmission and activation of ionotropic glutamate receptors are the fundamental means by which neurons control their excitability and neuroplasticity. The N-methyl-D-aspartate receptor ...Glutamate transmission and activation of ionotropic glutamate receptors are the fundamental means by which neurons control their excitability and neuroplasticity. The N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) is unique among all ligand-gated channels, requiring two ligands-glutamate and glycine-for activation. These receptors function as heterotetrameric ion channels, with the channel opening dependent on the simultaneous binding of glycine and glutamate to the extracellular ligand-binding domains (LBDs) of the GluN1 and GluN2 subunits, respectively. The exact molecular mechanism for channel gating by the two ligands has been unclear, particularly without structures representing the open channel and apo states. Here we show that the channel gate opening requires tension in the linker connecting the LBD and transmembrane domain (TMD) and rotation of the extracellular domain relative to the TMD. Using electron cryomicroscopy, we captured the structure of the GluN1-GluN2B (GluN1-2B) NMDAR in its open state bound to a positive allosteric modulator. This process rotates and bends the pore-forming helices in GluN1 and GluN2B, altering the symmetry of the TMD channel from pseudofourfold to twofold. Structures of GluN1-2B NMDAR in apo and single-liganded states showed that binding of either glycine or glutamate alone leads to distinct GluN1-2B dimer arrangements but insufficient tension in the LBD-TMD linker for channel opening. This mechanistic framework identifies a key determinant for channel gating and a potential pharmacological strategy for modulating NMDAR activity.
履歴
登録2024年2月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年7月31日-
マップ公開2024年7月31日-
更新2024年8月14日-
現状2024年8月14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_43780.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_43780.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈The B-factor sharpened map.
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.861 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0704
最小 - 最大-1.1731776 - 1.6705519
平均 (標準偏差)0.0009056714 (±0.027911192)
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: 344.4 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: Map A of the two half maps.

ファイルemd_43780_half_map_1.map
注釈Map A of the two half maps.
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: Map B of the two half maps.

ファイルemd_43780_half_map_2.map
注釈Map B of the two half maps.
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 : Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel

全体名称: Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel
要素
  • 複合体: Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B
  • リガンド: GLYCINE
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: GLUTAMIC ACID

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超分子 #1: Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel

超分子名称: Rat GluN1-Glu2B di-heterotetrameric NMDA receptor channel
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: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 400 KDa

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分子 #1: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1

分子名称: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 95.225883 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MSTMHLLTFA LLFSCSFARA ASDPKIVNIG AVLSTRKHEQ MFREAVNQAN KRHGSWKIQL QATSVTHKPN AIQMALSVCE DLISSQVYA ILVSHPPTPN DHFTPTPVSY TAGFYRIPVL GLTTRMSIYS DKSIHLSFLR TVPPYSHQSS VWFEMMRVYN W NHIILLVS ...文字列:
MSTMHLLTFA LLFSCSFARA ASDPKIVNIG AVLSTRKHEQ MFREAVNQAN KRHGSWKIQL QATSVTHKPN AIQMALSVCE DLISSQVYA ILVSHPPTPN DHFTPTPVSY TAGFYRIPVL GLTTRMSIYS DKSIHLSFLR TVPPYSHQSS VWFEMMRVYN W NHIILLVS DDHEGRAAQK RLETLLEERE SKAEKVLQFD PGTKNVTALL MEARELEARV IILSASEDDA ATVYRAAAML DM TGSGYVW LVGEREISGN ALRYAPDGII GLQLINGKNE SAHISDAVGV VAQAVHELLE KENITDPPRG CVGNTNIWKT GPL FKRVLM SSKYADGVTG RVEFNEDGDR KFAQYSIMNL QNRKLVQVGI YNGTHVIPND RKIIWPGGET EKPRGYQMST RLKI VTIHQ EPFVYVKPTM SDGTCKEEFT VNGDPVKKVI CTGPNDTSPG SPRHTVPQCC YGFCIDLLIK LARTMQFTYE VHLVA DGKF GTQERVQNSN KKEWNGMMGE LLSGQADMIV APLTINNERA QYIEFSKPFK YQGLTILVKK EIPRSTLDSF MQPFQS TLW LLVGLSVHVV AVMLYLLDRF SPFGRFKVNS EEEEEDALTL SSAMWFSWGV LLNSGIGEGA PRSFSARILG MVWAGFA MI IVASYTANLA AFLVLDRPEE RITGINDPRL RNPSDKFIYA TVKQSSVDIY FRRQVELSTM YRHMEKHNYE SAAEAIQA V RDNKLHAFIW DSAVLEFEAS QKCDLVTTGE LFFRSGFGIG MRKDSPWKQQ VSLSILKSHE NGFMEDLDKT WVRYQECDS RSNAPATLTF ENMAGVFMLV AGGIVAGIFL IFIEIAYKRH KDANGAQ

UniProtKB: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 1

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分子 #2: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B

分子名称: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Rattus norvegicus (ドブネズミ)
分子量理論値: 98.888945 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MGTMRLFLLA VLFLFSFARA TGWSHPQFEK GGGSGGGSGG SAWSHPQFEK GALVPRGRSQ KSPPSIGIAV ILVGTSDEVA IKDAHEKDD FHHLSVVPRV ELVAMNETDP KSIITRICDL MSDRKIQGVV FADDTDQEAI AQILDFISAQ TLTPILGIHG G SSMIMADK ...文字列:
MGTMRLFLLA VLFLFSFARA TGWSHPQFEK GGGSGGGSGG SAWSHPQFEK GALVPRGRSQ KSPPSIGIAV ILVGTSDEVA IKDAHEKDD FHHLSVVPRV ELVAMNETDP KSIITRICDL MSDRKIQGVV FADDTDQEAI AQILDFISAQ TLTPILGIHG G SSMIMADK DESSMFFQFG PSIEQQASVM LNIMEEYDWY IFSIVTTYFP GYQDFVNKIR STIENSFVGW ELEEVLLLDM SL DDGDSKI QNQLKKLQSP IILLYCTKEE ATYIFEVANS VGLTGYGYTW IVPSLVAGDT DTVPSEFPTG LISVSYDEWD YGL PARVRD GIAIITTAAS DMLSEHSFIP EPKSSCYNTH EKRIYQSNML NRYLINVTFE GRNLSFSEDG YQMHPKLVII LLNK ERKWE RVGKWKDKSL QMKYYVWPRM CPETEEQEDD HLSIVTLEEA PFVIVESVDP LSGTCMRNTV PCQKRIISEN KTDEE PGYI KKCCKGFCID ILKKISKSVK FTYDLYLVTN GKHGKKINGT WNGMIGEVVM KRAYMAVGSL TINEERSEVV DFSVPF IET GISVMVSRSN GTVSPSAFLE PFSADVWVMM FVMLLIVSAV AVFVFEYFSP VGYNRCLADG REPGGPSFTI GKAIWLL WG LVFNNSVPVQ NPKGTTSKIM VSVWAFFAVI FLASYTANLA AFMIQEEYVD QVSGLSDKKF QRPNDFSPPF RFGTVPNG S TERNIRNNYA EMHAYMGKFN QRGVDDALLS LKTGKLDAFI YDAAVLNYMA GRDEGCKLVT IGSGKVFAST GYGIAIQKD SGWKRQVDLA ILQLFGDGEM EELEALWLTG ICHNEKNEVM SSQLDIDNMA GVFYMLGAAM ALSLITFICE HLFYWQFRHS FMG

UniProtKB: Glutamate receptor ionotropic, NMDA 2B

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分子 #4: GLYCINE

分子名称: GLYCINE / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 2 / 式: GLY
分子量理論値: 75.067 Da
Chemical component information

ChemComp-GLY:
GLYCINE / グリシン

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分子 #5: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 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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分子 #6: GLUTAMIC ACID

分子名称: GLUTAMIC ACID / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: GLU
分子量理論値: 147.129 Da
Chemical component information

ChemComp-GLU:
GLUTAMIC ACID / グルタミン酸

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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: 7.5
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 35 sec.
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 66.3 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）: 2.8000000000000003 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 1.4000000000000001 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: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.13 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 396327
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

7saa


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化プロトコル: BACKBONE TRACE
得られたモデル

PDB-9arf:
Rat GluN1-GluN2B NMDA receptor channel in complex with glycine, glutamate, and EU-1622-A, in nonactive1 conformation

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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://pdbjlc1.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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