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万見
- EMDB-72798: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex wit... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-72798
タイトルCryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
マップデータstructure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
    • タンパク質・ペプチド: Medium-wave-sensitive opsin 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: scFv16
    • タンパク質・ペプチド: Genome polyprotein,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms XLas
  • リガンド: RETINAL
キーワードG protein-coupled receptor / cone opsin / SIGNALING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Defective visual phototransduction due to OPN1MW loss of function / The retinoid cycle in cones (daylight vision) / Opsins / absorption of visible light / G protein-coupled photoreceptor activity / cellular response to light stimulus / positive regulation of cytokinesis / photoreceptor activity / phototransduction / photoreceptor outer segment ...Defective visual phototransduction due to OPN1MW loss of function / The retinoid cycle in cones (daylight vision) / Opsins / absorption of visible light / G protein-coupled photoreceptor activity / cellular response to light stimulus / positive regulation of cytokinesis / photoreceptor activity / phototransduction / photoreceptor outer segment / visual perception / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / G-protein activation / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through CDC42 / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / photoreceptor disc membrane / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / GPER1 signaling / cellular response to prostaglandin E stimulus / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / G-protein beta-subunit binding / extracellular vesicle / sensory perception of taste / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / signaling receptor complex adaptor activity / retina development in camera-type eye / GTPase binding / fibroblast proliferation / Ca2+ pathway / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / Ras protein signal transduction / cell population proliferation / Extra-nuclear estrogen signaling / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / GTPase activity / synapse / protein-containing complex binding / signal transduction / extracellular exosome / membrane / identical protein binding / plasma membrane / cytoplasm / cytosol
類似検索 - 分子機能
Opsin red/green sensitive / Opsin / Visual pigments (opsins) retinal binding site / Visual pigments (opsins) retinal binding site. / : / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily ...Opsin red/green sensitive / Opsin / Visual pigments (opsins) retinal binding site / Visual pigments (opsins) retinal binding site. / : / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 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. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Medium-wave-sensitive opsin 1 / 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
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Mus musculus (ハツカネズミ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å
データ登録者Yao W / Fay JF / Farrens DL
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Eye Institute (NIH/NEI)R01 EY029343A 米国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2025
タイトル: Structure of human green cone opsin yields insights into mechanisms underlying the rapid decay of its active, signaling state.
著者: Weekie Yao / Jonathan F Fay / David L Farrens /
要旨: Cone opsins enable daylight vision and color discrimination. Like their dim-light cousin rhodopsin (Rho) found in rod cells, they use a covalently attached retinal ligand to sense light and initiate ...Cone opsins enable daylight vision and color discrimination. Like their dim-light cousin rhodopsin (Rho) found in rod cells, they use a covalently attached retinal ligand to sense light and initiate visual phototransduction by activating G proteins. Unfortunately, we know less about their structural properties, in part because their activated state is unstable-cone opsins release their retinal agonist within seconds after light activation, ~100× faster than Rho. To determine what causes this rapid release and how it affects G protein activation, we solved the structure of active-state, wild-type human green cone opsin (GCO) stabilized with a mini-G protein and then compared its structural and biophysical properties to Rho. Our results reveal unique features in the active-state GCO structure. These include i) a larger water channel connected to a larger retinal binding cavity, ii) a larger "hole" near the retinal Schiff base that could facilitate both retinal escape and water access; and iii) a potential anionic residue, E102, that lies within ~3.6 Å of the Schiff base. Our biophysical assays show that neutralizing E102 (mutant GCO) slows retinal release (~8×) from the receptor and increases G protein activation. Surprisingly, our kinetic studies suggest that entropic factors are the main cause for the faster retinal release from activated GCO. These unique attributes in GCO likely facilitate its function in bright daylight. These results support the proposal that rapid retinal release from an active-state cone opsin helps prevent signal saturation and enables rapid resetting of the receptor.
履歴
登録2025年9月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年12月24日-
マップ公開2025年12月24日-
更新2025年12月24日-
現状2025年12月24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_72798.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_72798.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 91.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
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.)
0.92 Å/pix.
x 288 pix.
= 264.384 Å		0.92 Å/pix.
x 288 pix.
= 264.384 Å		0.92 Å/pix.
x 288 pix.
= 264.384 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: 0.918 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: 0.07
最小 - 最大-0.017866421 - 1.6958572
平均 (標準偏差)0.0011148106 (±0.022259898)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ288288288
Spacing288288288
セルA=B=C: 264.384 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: Half Map B

ファイルemd_72798_half_map_1.map
注釈Half Map B
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: Half Map A

ファイルemd_72798_half_map_2.map
注釈Half Map A
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 : Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex wit...

全体名称: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
    • タンパク質・ペプチド: Medium-wave-sensitive opsin 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: scFv16
    • タンパク質・ペプチド: Genome polyprotein,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms XLas
  • リガンド: RETINAL

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超分子 #1: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex wit...

超分子名称: Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Medium-wave-sensitive opsin 1

分子名称: Medium-wave-sensitive opsin 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 詳細: wild-type human green cone opsin with Rho1D4 tail / 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: 40.700293 KDa
組換発現生物種: Chlorocebus aethiops (ミドリザル)
配列文字列: MAQQWSLQRL AGRHPQDSYE DSTQSSIFTY TNSNSTRGPF EGPNYHIAPR WVYHLTSVWM IFVVIASVFT NGLVLAATMK FKKLRHPLN WILVNLAVAD LAETVIASTI SVVNQVYGYF VLGHPMCVLE GYTVSLCGIT GLWSLAIISW ERWMVVCKPF G NVRFDAKL ...文字列:
MAQQWSLQRL AGRHPQDSYE DSTQSSIFTY TNSNSTRGPF EGPNYHIAPR WVYHLTSVWM IFVVIASVFT NGLVLAATMK FKKLRHPLN WILVNLAVAD LAETVIASTI SVVNQVYGYF VLGHPMCVLE GYTVSLCGIT GLWSLAIISW ERWMVVCKPF G NVRFDAKL AIVGIAFSWI WAAVWTAPPI FGWSRYWPHG LKTSCGPDVF SGSSYPGVQS YMIVLMVTCC ITPLSIIVLC YL QVWLAIR AVAKQQKESE STQKAEKEVT RMVVVMVLAF CFCWGPYAFF ACFAAANPGY PFHPLMAALP AFFAKSATIY NPV IYVFMN RQFRNCILQL FGKKVDDGSE LSSASKTEVT ETSQVAPA

UniProtKB: Medium-wave-sensitive opsin 1

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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 / 詳細: G beta 1 subunit with Rho1D4 tail / 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: 38.878375 KDa
組換発現生物種: Chlorocebus aethiops (ミドリザル)
配列文字列: MSELDQLRQE AEQLKNQIRD ARKACADATL SQITNNIDPV GRIQMRTRRT LRGHLAKIYA MHWGTDSRLL VSASQDGKLI IWDSYTTNK VHAIPLRSSW VMTCAYAPSG NYVACGGLDN ICSIYNLKTR EGNVRVSREL AGHTGYLSCC RFLDDNQIVT S SGDTTCAL ...文字列:
MSELDQLRQE AEQLKNQIRD ARKACADATL SQITNNIDPV GRIQMRTRRT LRGHLAKIYA MHWGTDSRLL VSASQDGKLI IWDSYTTNK VHAIPLRSSW VMTCAYAPSG NYVACGGLDN ICSIYNLKTR EGNVRVSREL AGHTGYLSCC RFLDDNQIVT S SGDTTCAL WDIETGQQTT TFTGHTGDVM SLSLAPDTRL FVSGACDASA KLWDVREGMC RQTFTGHESD INAICFFPNG NA FATGSDD ATCRLFDLRA DQELMTYSHD NIICGITSVS FSKSGRLLLA GYDDFNCNVW DALKADRAGV LAGHDNRVSC LGV TDDGMA VATGSWDSFL KIWNGSSGGS SGTETSQVAP A

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

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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: Chlorocebus aethiops (ミドリザル)
配列文字列:
MASNNTASIA QARKLVEQLK MEANIDRIKV SKAAADLMAY CEAHAKEDPL LTPVPASENP FREKKFFCAI L

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

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分子 #4: scFv16

分子名称: scFv16 / 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: 27.784896 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS ...文字列:
DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS NGNTYLYWFL QRPGQSPQLL IYRMSNLASG VPDRFSGSGS GTAFTLTISR LEAEDVGVYY CMQHLEYPLT FG AGTKLEL KAAAHHHHHH HH

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分子 #5: Genome polyprotein,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subuni...

分子名称: Genome polyprotein,Guanine nucleotide-binding protein G(s) subunit alpha isoforms XLas
タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; 酸無水物に作用; GTPに作用・細胞または細胞小器官の運動に関与
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 57.380715 KDa
組換発現生物種: Chlorocebus aethiops (ミドリザル)
配列文字列: MLQNELALKL AGLDINKTGG SGVSKGEELF TGVVPILVEL DGDVNGHKFS VSGEGEGDAT YGKLTLKFIC TTGKLPVPWP TLVTTFGYG LQCFARYPDH MKQHDFFKSA MPEGYVQERT IFFKDDGNYK TRAEVKFEGD TLVNRIELKG IDFKEDGNIL G HKLEYNYN ...文字列:
MLQNELALKL AGLDINKTGG SGVSKGEELF TGVVPILVEL DGDVNGHKFS VSGEGEGDAT YGKLTLKFIC TTGKLPVPWP TLVTTFGYG LQCFARYPDH MKQHDFFKSA MPEGYVQERT IFFKDDGNYK TRAEVKFEGD TLVNRIELKG IDFKEDGNIL G HKLEYNYN SHNVYIMADK QKNGIKVNFK IRHNIEDGSV QLADHYQQNT PIGDGPVLLP DNHYLSYQSA LSKDPNEKRD HM VLLEFVT AAGITLGMDE LYKGSGSGCT LSAEDKAAVE RSKMIEKQLQ KDKQVYRATH RLLLLGADNS GKSTIVKQMR ILH GGSGGS GGTSGIFETK FQVDKVNFHM FDVGGQRDER RKWIQCFNDV TAIIFVVDSS DYNRLQEALN DFKSIWNNRW LRTI SVILF LNKQDLLAEK VLAGKSKIED YFPEFARYTT PEDATPEPGE DPRVTRAKYF IRDEFLRIST ASGDGRHYCY PHFTC AVDT ENARRIFNDV TDIIILEDLK SCGLF

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分子 #6: RETINAL

分子名称: RETINAL / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: RET
分子量理論値: 284.436 Da
Chemical component information

ChemComp-RET:
RETINAL

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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

濃度3 mg/mL
緩衝液pH: 7 / 構成要素 - 濃度: 20.0 mM / 構成要素 - 式: C8H18N2O4S / 構成要素 - 名称: HEPES
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
実像数: 4190 / 平均電子線量: 37.2 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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）: 2.1 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.2 µm

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
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: 2.9 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: 639873
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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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
得られたモデル

PDB-9yda:
Cryo-EM structure of active human green cone opsin in complex with chimeric G protein (miniGist)

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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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