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万見
- EMDB-44130: Open state of kainate receptor GluK2 in complex with agonist glut... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44130
タイトルOpen state of kainate receptor GluK2 in complex with agonist glutamate and positive allosteric modulator BPAM344 bound to one concanavalin A dimer. Composite map.
マップデータ
試料
  • 複合体: full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A homodimer
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, kainate 2
    • タンパク質・ペプチド: Concanavalin A
  • リガンド: 4-cyclopropyl-7-fluoro-3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide
  • リガンド: GLUTAMIC ACID
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードkainate receptor / GluK2 / positive allosteric modulator / BPAM344 / open / concanavalin A / ConA / glutamate / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


mossy fiber rosette / detection of cold stimulus involved in thermoception / Activation of Na-permeable kainate receptors / kainate selective glutamate receptor complex / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / D-glucose binding / regulation of short-term neuronal synaptic plasticity / inhibitory postsynaptic potential / glutamate receptor activity ...mossy fiber rosette / detection of cold stimulus involved in thermoception / Activation of Na-permeable kainate receptors / kainate selective glutamate receptor complex / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / D-glucose binding / regulation of short-term neuronal synaptic plasticity / inhibitory postsynaptic potential / glutamate receptor activity / ubiquitin conjugating enzyme binding / receptor clustering / modulation of excitatory postsynaptic potential / D-mannose binding / regulation of JNK cascade / kainate selective glutamate receptor activity / ionotropic glutamate receptor complex / extracellularly glutamate-gated ion channel activity / neuronal action potential / behavioral fear response / positive regulation of synaptic transmission / glutamate-gated receptor activity / ligand-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of presynaptic membrane potential / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / dendrite cytoplasm / excitatory postsynaptic potential / hippocampal mossy fiber to CA3 synapse / SNARE binding / synaptic transmission, glutamatergic / transmitter-gated monoatomic ion channel activity involved in regulation of postsynaptic membrane potential / PDZ domain binding / regulation of membrane potential / postsynaptic density membrane / regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / modulation of chemical synaptic transmission / terminal bouton / intracellular calcium ion homeostasis / vasodilation / positive regulation of neuron apoptotic process / presynaptic membrane / manganese ion binding / scaffold protein binding / chemical synaptic transmission / postsynaptic membrane / perikaryon / neuron apoptotic process / negative regulation of neuron apoptotic process / postsynaptic density / axon / neuronal cell body / glutamatergic synapse / ubiquitin protein ligase binding / synapse / calcium ion binding / dendrite / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
: / Legume lectin, alpha chain, conserved site / Legume lectins alpha-chain signature. / Legume lectins beta-chain signature. / Legume lectin domain / Legume lectin, beta chain, Mn/Ca-binding site / Legume lectin domain / Ionotropic glutamate receptor, metazoa / Ligated ion channel L-glutamate- and glycine-binding site / : ...: / Legume lectin, alpha chain, conserved site / Legume lectins alpha-chain signature. / Legume lectins beta-chain signature. / Legume lectin domain / Legume lectin, beta chain, Mn/Ca-binding site / Legume lectin domain / 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 / Concanavalin A-like lectin/glucanase domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Concanavalin V / Glutamate receptor ionotropic, kainate 2
類似検索 - 構成要素
生物種Rattus norvegicus (ドブネズミ) / Canavalia ensiformis (タチナタマメ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 6.66 Å
データ登録者Nadezhdin KD / Gangwar SP / Sobolevsky AI
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01 NS083660 米国
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R01 NS107253 米国
National Institutes of Health/National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIH/NIAMS)R01 AR078814 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R01 CA206573 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Kainate receptor channel opening and gating mechanism.
著者: Shanti Pal Gangwar / Maria V Yelshanskaya / Kirill D Nadezhdin / Laura Y Yen / Thomas P Newton / Muhammed Aktolun / Maria G Kurnikova / Alexander I Sobolevsky /
要旨: Kainate receptors, a subclass of ionotropic glutamate receptors, are tetrameric ligand-gated ion channels that mediate excitatory neurotransmission. Kainate receptors modulate neuronal circuits and ...Kainate receptors, a subclass of ionotropic glutamate receptors, are tetrameric ligand-gated ion channels that mediate excitatory neurotransmission. Kainate receptors modulate neuronal circuits and synaptic plasticity during the development and function of the central nervous system and are implicated in various neurological and psychiatric diseases, including epilepsy, depression, schizophrenia, anxiety and autism. Although structures of kainate receptor domains and subunit assemblies are available, the mechanism of kainate receptor gating remains poorly understood. Here we present cryo-electron microscopy structures of the kainate receptor GluK2 in the presence of the agonist glutamate and the positive allosteric modulators lectin concanavalin A and BPAM344. Concanavalin A and BPAM344 inhibit kainate receptor desensitization and prolong activation by acting as a spacer between the amino-terminal and ligand-binding domains and a stabilizer of the ligand-binding domain dimer interface, respectively. Channel opening involves the kinking of all four pore-forming M3 helices. Our structures reveal the molecular basis of kainate receptor gating, which could guide the development of drugs for treatment of neurological disorders.
履歴
登録2024年3月18日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年5月22日-
マップ公開2024年5月22日-
更新2024年6月26日-
現状2024年6月26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_44130.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_44130.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.3487 Å
密度
表面レベル登録者による: 1.3487
最小 - 最大-34.368786 - 52.113210000000002
平均 (標準偏差)0.015540858 (±1.1968963)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 345.2672 Å
α=β=γ: 90.0 °

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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 : full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A...

全体名称: full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A homodimer
要素
  • 複合体: full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A homodimer
    • タンパク質・ペプチド: Glutamate receptor ionotropic, kainate 2
    • タンパク質・ペプチド: Concanavalin A
  • リガンド: 4-cyclopropyl-7-fluoro-3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide
  • リガンド: GLUTAMIC ACID
  • リガンド: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
  • リガンド: CHOLESTEROL
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A...

超分子名称: full-length rat GluK2 tetramer in complex with one concanavalin A homodimer
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: 460 KDa

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分子 #1: Glutamate receptor ionotropic, kainate 2

分子名称: Glutamate receptor ionotropic, kainate 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 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: 102.976586 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MKIISPVLSN LVFSRSIKVL LCLLWIGYSQ GTTHVLRFGG IFEYVESGPM GAEELAFRFA VNTINRNRTL LPNTTLTYDT QKINLYDSF EASKKACDQL SLGVAAIFGP SHSSSANAVQ SICNALGVPH IQTRWKHQVS DNKDSFYVSL YPDFSSLSRA I LDLVQFFK ...文字列:
MKIISPVLSN LVFSRSIKVL LCLLWIGYSQ GTTHVLRFGG IFEYVESGPM GAEELAFRFA VNTINRNRTL LPNTTLTYDT QKINLYDSF EASKKACDQL SLGVAAIFGP SHSSSANAVQ SICNALGVPH IQTRWKHQVS DNKDSFYVSL YPDFSSLSRA I LDLVQFFK WKTVTVVYDD STGLIRLQEL IKAPSRYNLR LKIRQLPADT KDAKPLLKEM KRGKEFHVIF DCSHEMAAGI LK QALAMGM MTEYYHYIFT TLDLFALDVE PYRYSGVNMT GFRILNTENT QVSSIIEKWS MERLQAPPKP DSGLLDGFMT TDA ALMYDA VHVVSVAVQQ FPQMTVSSLQ CNRHKPWRFG TRFMSLIKEA HWEGLTGRIT FNKTNGLRTD FDLDVISLKE EGLE KIGTW DPASGLNMTE SQKGKPANIT DSLSNRSLIV TTILEEPYVL FKKSDKPLYG NDRFEGYCID LLRELSTILG FTYEI RLVE DGKYGAQDDV NGQWNGMVRE LIDHKADLAV APLAITYVRE KVIDFSKPFM TLGISILYRK PNGTNPGVFS FLNPLS PDI WMYVLLACLG VSCVLFVIAR FSPYEWYNPH PCNPDSDVVE NNFTLLNSFW FGVGALMQQG SELMPKALST RIVGGIW WF FTLIIISSYT ANLAAFLTVE RMESPIDSAD DLAKQTKIEY GAVEDGATMT FFKKSKISTY DKMWAFMSSR RQSVLVKS N EEGIQRVLTS DYAFLMESTT IEFVTQRNCN LTQIGGLIDS KGYGVGTPMG SPYRDKITIA ILQLQEEGKL HMMKEKWWR GNGCPEEESK EASALGVQNI GGIFIVLAAG LVLSVFVAVG EFLYKSKKNA QLEKRSFCSA MVEELRMSLK CQRRLKHKPQ APVIVKTEE VINMHTFNDR RLPGKETMAL VPR

UniProtKB: Glutamate receptor ionotropic, kainate 2

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分子 #2: Concanavalin A

分子名称: Concanavalin A / 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: Canavalia ensiformis (タチナタマメ)
分子量理論値: 25.622385 KDa
配列文字列: ADTIVAVELD TYPNTDIGDP SYPHIGIDIK SVRSKKTAKW NMQNGKVGTA HIIYNSVDKR LSAVVSYPNA DSATVSYDVD LDNVLPEWV RVGLSASTGL YKETNTILSW SFTSKLKSNS THETNALHFM FNQFSKDQKD LILQGDATTG TDGNLELTRV S SNGSPQGS ...文字列:
ADTIVAVELD TYPNTDIGDP SYPHIGIDIK SVRSKKTAKW NMQNGKVGTA HIIYNSVDKR LSAVVSYPNA DSATVSYDVD LDNVLPEWV RVGLSASTGL YKETNTILSW SFTSKLKSNS THETNALHFM FNQFSKDQKD LILQGDATTG TDGNLELTRV S SNGSPQGS SVGRALFYAP VHIWESSAVV ASFEATFTFL IKSPDSHPAD GIAFFISNID SSIPSGSTGR LLGLFPDAN

UniProtKB: Concanavalin V

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分子 #11: 4-cyclopropyl-7-fluoro-3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-...

分子名称: 4-cyclopropyl-7-fluoro-3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide
タイプ: ligand / ID: 11 / コピー数: 4 / 式: 2J9
分子量理論値: 242.27 Da
Chemical component information

ChemComp-2J9:
4-cyclopropyl-7-fluoro-3,4-dihydro-2H-1,2,4-benzothiadiazine 1,1-dioxide / 3,4-ジヒドロ-4-シクロプロピル-7-フルオロ-2H-1,2,4-ベンゾチアジアジン1,1-ジオキシド

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分子 #12: GLUTAMIC ACID

分子名称: GLUTAMIC ACID / タイプ: ligand / ID: 12 / コピー数: 4 / 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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分子 #13: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(tri...

分子名称: (2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate
タイプ: ligand / ID: 13 / コピー数: 14 / 式: POV
分子量理論値: 760.076 Da
Chemical component information

ChemComp-POV:
(2S)-3-(hexadecanoyloxy)-2-[(9Z)-octadec-9-enoyloxy]propyl 2-(trimethylammonio)ethyl phosphate / リン脂質*YM

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分子 #14: CHOLESTEROL

分子名称: CHOLESTEROL / タイプ: ligand / ID: 14 / コピー数: 8 / 式: CLR
分子量理論値: 386.654 Da
Chemical component information

ChemComp-CLR:
CHOLESTEROL / コレステロ-ル

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分子 #15: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 15 / 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 #16: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 16 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #17: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 17 / コピー数: 2 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 Da

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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
構成要素:
濃度式名称
150.0 mMNaClsodium chloride
20.0 mMtris(hydroxymethyl)aminomethane
1.0 mMbeta-Mercaptoethanol
0.05 %digitonin
0.5 mMBPAM244
0.09 mMconcanavalin-A
2.5 mML-Glutamic acid
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
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: GATAN K3 (6k x 4k) / デジタル化 - サイズ - 横: 5760 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4092 pixel / 撮影したグリッド数: 5 / 実像数: 22990 / 平均露光時間: 2.5 sec. / 平均電子線量: 58.0 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 / Cs: 2.7 mm / 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
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: 8660229
初期モデルモデルのタイプ: OTHER
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 6.66 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
詳細: This is composite map. Reference map: 6.6 A ATD: 3.5 A LBD-TMD: 3.4 A ConA: 4.07 A
使用した粒子像数: 77567
初期 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)
最終 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.4.1)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-9b37:
Open state of kainate receptor GluK2 in complex with agonist glutamate and positive allosteric modulator BPAM344 bound to one concanavalin A dimer. Composite map.

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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://pdbjlvh1.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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