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- PDB-7nnl: Cryo-EM structure of the KdpFABC complex in an E1-ATP conformatio... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7nnl
タイトルCryo-EM structure of the KdpFABC complex in an E1-ATP conformation loaded with K+
要素(Potassium-transporting ATPase ...) x 4
キーワードMEMBRANE PROTEIN / P-type ATPase / superfamily of K+ transporters (SKT) / potassium uptake system / ATP analogue
機能・相同性
機能・相同性情報


plasma membrane => GO:0005886 / P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / hydrolase activity ...plasma membrane => GO:0005886 / P-type K+ transporter / P-type potassium transmembrane transporter activity / potassium:proton antiporter complex / potassium ion-transporting ATPase complex / monoatomic cation transmembrane transport / potassium ion binding / potassium ion transmembrane transport / potassium ion transport / hydrolase activity / magnesium ion binding / ATP hydrolysis activity / ATP binding / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site ...Potassium-transporting ATPase C chain / Potassium-transporting ATPase A chain / K+ transporting P-type ATPase, F subunit / K+-transporting ATPase, c chain / Potassium-transporting ATPase A subunit / F subunit of K+-transporting ATPase (Potass_KdpF) / P-type ATPase, B chain, subfamily IA / E1-E2 ATPase / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / haloacid dehalogenase-like hydrolase / HAD superfamily / HAD-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / CARDIOLIPIN / : / Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli (大腸菌)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.1 Å
データ登録者Silberberg, J.M. / Corey, R.A. / Hielkema, L. / Stock, C. / Stansfeld, P.J. / Paulino, C. / Haenelt, I.
資金援助 オランダ, ドイツ, 英国, 5件
組織認可番号国
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)722.017.001 オランダ
Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO)740.018.016 オランダ
German Research Foundation (DFG)6322/3 ドイツ
German Research Foundation (DFG)CRC807 ドイツ
Wellcome Trust208361/Z/17/Z 英国
引用
ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Deciphering ion transport and ATPase coupling in the intersubunit tunnel of KdpFABC.
著者: Jakob M Silberberg / Robin A Corey / Lisa Hielkema / Charlott Stock / Phillip J Stansfeld / Cristina Paulino / Inga Hänelt /
要旨: KdpFABC, a high-affinity K pump, combines the ion channel KdpA and the P-type ATPase KdpB to secure survival at K limitation. Here, we apply a combination of cryo-EM, biochemical assays, and MD ...KdpFABC, a high-affinity K pump, combines the ion channel KdpA and the P-type ATPase KdpB to secure survival at K limitation. Here, we apply a combination of cryo-EM, biochemical assays, and MD simulations to illuminate the mechanisms underlying transport and the coupling to ATP hydrolysis. We show that ions are transported via an intersubunit tunnel through KdpA and KdpB. At the subunit interface, the tunnel is constricted by a phenylalanine, which, by polarized cation-π stacking, controls K entry into the canonical substrate binding site (CBS) of KdpB. Within the CBS, ATPase coupling is mediated by the charge distribution between an aspartate and a lysine. Interestingly, individual elements of the ion translocation mechanism of KdpFABC identified here are conserved among a wide variety of P-type ATPases from different families. This leads us to the hypothesis that KdpB might represent an early descendant of a common ancestor of cation pumps.
#1: ジャーナル: Biorxiv / 年: 2021
タイトル: Deciphering ion transport and ATPase coupling in the intersubunit tunnel of KdpFABC
著者: Silberberg, J.M. / Corey, R.A. / Hielkema, L. / Stock, C. / Stansfeld, P.J. / Paulino, C. / Hanelt, I.
履歴
登録2021年2月25日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02021年7月28日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年9月29日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: citation / citation_author ...citation / citation_author / database_2 / em_admin / pdbx_database_proc
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_admin.last_update
改定 1.22024年10月23日Group: Data collection / Database references ...Data collection / Database references / Refinement description / Structure summary
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / citation / em_3d_fitting_list / em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_initial_refinement_model / pdbx_modification_feature
Item: _citation.journal_id_ISSN / _em_3d_fitting_list.accession_code ..._citation.journal_id_ISSN / _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-12478
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit
C: Potassium-transporting ATPase KdpC subunit
D: Potassium-transporting ATPase KdpF subunit
B: Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)158,52417
ポリマ－154,7004
非ポリマー3,82413
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area21700 Å2
ΔGint-182 kcal/mol
Surface area49740 Å2
手法PISA

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要素

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Potassium-transporting ATPase ... , 4種, 4分子 ACDB

#1: タンパク質 Potassium-transporting ATPase potassium-binding subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] A chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] A chain / Potassium-binding and translocating subunit A / Potassium-translocating ATPase A chain


分子量: 59218.613 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 遺伝子: kdpA, D9J52_12825, SAMEA3752559_01047 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): LB2003 / 参照: UniProt: A0A2S5ZPF1
#2: タンパク質 Potassium-transporting ATPase KdpC subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] C chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] C chain / Potassium-binding and translocating subunit C / Potassium-translocating ATPase C chain


分子量: 20281.035 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌)
遺伝子: kdpC, A9R57_11470, ACU57_12815, AM464_20755, AUQ13_21370, BANRA_01742, BANRA_03870, BHS87_03640, BJJ90_18865, BMA87_25495, BON98_02815, BUE81_20120, BvCms12BK_01599, BvCms2454_04067, ...遺伝子: kdpC, A9R57_11470, ACU57_12815, AM464_20755, AUQ13_21370, BANRA_01742, BANRA_03870, BHS87_03640, BJJ90_18865, BMA87_25495, BON98_02815, BUE81_20120, BvCms12BK_01599, BvCms2454_04067, BvCmsHHP001_00774, BvCmsHHP056_03395, BvCmsKSP026_01797, BW690_07920, C5F72_18220, C5F73_11285, C5N07_14650, C9E25_26865, CA593_25675, CG692_12945, CI694_20645, D0X26_17510, D2185_15885, D3821_21865, D3Y67_05220, D4718_15195, D9C99_19315, D9D20_12860, D9D44_15890, D9G69_25005, D9J52_12835, D9Z28_23025, DAH34_18920, DBQ99_18020, DJ503_06890, DL326_22940, DNC98_20170, DT034_24065, DTL43_19970, DXT73_03320, E2119_26465, E2134_18585, E2135_05100, E4K51_13735, E4K53_14000, E4K55_14005, E4K61_12665, E5P28_21685, EA213_10645, EAI52_22450, EC3234A_8c00230, ECTO6_03352, ED307_21640, EEP23_23705, EG808_19380, EI021_12890, EI028_12880, EI032_09320, EI041_12810, EIZ93_03125, EL75_3091, EL79_3184, EL80_5457, ERS085365_04786, ERS085416_02369, ERS139211_04506, ERS150873_01994, EYD11_15990, EYV18_15885, F1E19_24880, F9040_19740, FNW97_03505, FRV13_05295, FV293_12595, G5688_17415, GII66_07600, GKF39_08170, GKF74_06650, GKF86_08095, GKF89_05805, GP689_15935, GP954_16115, GP979_23630, GQE33_23970, GQE34_25250, GQE64_10530, GQM06_27255, GQM17_23755, GRW05_21650, GRW42_11025, GRW57_15570, GRW80_11135, GRW81_16520, HVY93_16490, HX136_18175, NCTC10963_03490, NCTC8500_03902, NCTC9045_04050, NCTC9058_03392, NCTC9062_04759, NCTC9073_02588, NCTC9706_00826, PGD_02635, RK56_025175, SAMEA3472044_02479, SAMEA3472047_02083, SAMEA3472080_00272, SAMEA3484427_03080, SAMEA3484429_03302, SAMEA3753097_03043, SAMEA3753300_04144, WP2S18E08_32510, WP7S17E04_30600
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): LB2003 / 参照: UniProt: A0A037YI39
#3: タンパク質・ペプチド Potassium-transporting ATPase KdpF subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] F chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] F chain / Potassium-binding and translocating subunit F / Potassium-translocating ATPase F chain


分子量: 2853.463 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / 遺伝子: kdpF, b4513, JW0687 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): LB2003 / 参照: UniProt: P36937
#4: タンパク質 Potassium-transporting ATPase ATP-binding subunit / ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] B chain / Potassium-binding and translocating subunit ...ATP phosphohydrolase [potassium-transporting] B chain / Potassium-binding and translocating subunit B / Potassium-translocating ATPase B chain


分子量: 72346.859 Da / 分子数: 1 / Mutation: D307N / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: S162-P / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌)
遺伝子: kdpB, ACU57_12810, AUQ13_21365, BANRA_01741, BANRA_03871, BJJ90_18860, BMA87_25490, BUE81_20115, BvCms12BK_01600, BvCms2454_04068, BvCmsHHP001_00773, BvCmsKSP026_01798, BW690_07915, C5F73_ ...遺伝子: kdpB, ACU57_12810, AUQ13_21365, BANRA_01741, BANRA_03871, BJJ90_18860, BMA87_25490, BUE81_20115, BvCms12BK_01600, BvCms2454_04068, BvCmsHHP001_00773, BvCmsKSP026_01798, BW690_07915, C5F73_11290, C5N07_14655, C9E25_26860, CA593_25670, CG692_12950, D0X26_17505, D2185_15880, D3821_21860, D3Y67_05225, D9C99_19310, D9D44_15885, D9G69_25000, D9J52_12830, D9Z28_23020, DBQ99_18015, DJ503_06885, DL326_22935, DNC98_20165, DT034_24060, DTL43_19975, DXT73_03325, E2119_26470, E2134_18590, E2135_05105, E4K51_13740, E4K53_14005, E4K55_14010, E4K61_12660, EA213_10640, EAI52_22455, EC3234A_8c00240, ECTO6_03351, ED307_21635, EEP23_23700, EG808_19375, EI021_12885, EI028_12885, EI041_12805, EPT01_08650, ERS085365_04785, ERS085416_02368, ERS139211_04507, ERS150873_01995, EXX71_13725, EYD11_15985, EYV18_15890, F1E19_24885, FNW97_03510, FV293_12590, FWK02_15235, GKF39_08175, GKF74_06655, GKF86_08100, GKF89_05800, GP689_15940, GQE33_23975, GQE34_25255, GQE64_10535, GQM17_23760, GRW05_21645, GRW42_11030, GRW80_11130, GRW81_16515, HVY93_16485, HX136_18170, NCTC8500_03901, NCTC9045_04049, NCTC9062_04760, PGD_02634, RK56_025170, SAMEA3472047_02084, SAMEA3484427_03079, SAMEA3484429_03303, SAMEA3753300_04145, WP2S18E08_32500, WP7S17E04_30590
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): LB2003 / 参照: UniProt: A0A024L5I2, P-type K+ transporter

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非ポリマー , 3種, 13分子

#5: 化合物
ChemComp-K / POTASSIUM ION / カリウムカチオン


分子量: 39.098 Da / 分子数: 10 / 由来タイプ: 合成 / 式: K / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-CDL / CARDIOLIPIN / DIPHOSPHATIDYL GLYCEROL / BIS-(1,2-DIACYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHO)-1',3'-SN-GLYCEROL


分子量: 1464.043 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C81H156O17P2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: リン脂質*YM
#7: 化合物 ChemComp-ACP / PHOSPHOMETHYLPHOSPHONIC ACID ADENYLATE ESTER / ADENOSINE-5'-[BETA, GAMMA-METHYLENE]TRIPHOSPHATE / β,γ-メチレンATP


分子量: 505.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C11H18N5O12P3 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
コメント: AMP-PCP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素名称: KdpFABC / タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#4 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.157 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: LB2003
緩衝液pH: 8
詳細: 10 mM Tris-HCl pH 8, 10 mM MgCl2, 10 mM NaCl and 0.0125% DDM
試料濃度: 3.1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: at 5 mA / グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE-PROPANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 293 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 49407 X / 倍率（補正後）: 49407 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm / Calibrated defocus min: 500 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 105 K / 最低温度: 90 K
撮影平均露光時間: 9 sec. / 電子線照射量: 52 e/Å2 / 検出モード: COUNTING
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
撮影したグリッド数: 6 / 実像数: 5831
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャン横: 3838 / 縦: 3710 / 動画フレーム数/画像: 60 / 利用したフレーム数/画像: 1-60

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.19.1_4122: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2EPU2.3画像取得
4CTFFIND4.1.13CTF補正
7Cootモデルフィッティング
9RELION3.0.8初期オイラー角割当
10RELION3.0.8最終オイラー角割当
12RELION3.0.8３次元再構成
13PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 331673
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 160776 / アルゴリズム: BACK PROJECTION / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築空間: REAL
原子モデル構築PDB-ID: 6HRA

6hra


Accession code: 6HRA / Source name: PDB / タイプ: experimental model
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00411289
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.69115322
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d9.6371686
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0461822
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0061918

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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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