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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7psa | |||||||||
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タイトル | The acetogenin-bound complex I of Mus musculus resolved to 3.4 angstroms | |||||||||
要素 |
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キーワード | MEMBRANE PROTEIN / inhibitor-bound / detergent-solubilised / NADH:Ubiquinone oxidoreductase | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 response to injury involved in regulation of muscle adaptation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / reproductive system development / Mitochondrial protein import / Respiratory electron transport / Glyoxylate metabolism and glycine degradation / RHOG GTPase cycle / blastocyst hatching / circulatory system development ...response to injury involved in regulation of muscle adaptation / Mitochondrial Fatty Acid Beta-Oxidation / Complex I biogenesis / reproductive system development / Mitochondrial protein import / Respiratory electron transport / Glyoxylate metabolism and glycine degradation / RHOG GTPase cycle / blastocyst hatching / circulatory system development / response to light intensity / respiratory system process / protein insertion into mitochondrial inner membrane / psychomotor behavior / Mitochondrial protein degradation / cellular response to oxygen levels / iron-sulfur cluster assembly complex / mitochondrial large ribosomal subunit binding / gliogenesis / neural precursor cell proliferation / cardiac muscle tissue development / : / [2Fe-2S] cluster assembly / oxygen sensor activity / adult walking behavior / respiratory chain complex I / cellular response to glucocorticoid stimulus / deoxynucleoside kinase activity / negative regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / positive regulation of mitochondrial membrane potential / response to hydroperoxide / cellular respiration / ubiquinone-6 biosynthetic process / iron-sulfur cluster assembly / mitochondrial ribosome / adult behavior / dopamine metabolic process / positive regulation of ATP biosynthetic process / mitochondrial translation / NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) / positive regulation of execution phase of apoptosis / NADH dehydrogenase activity / apoptotic mitochondrial changes / mitochondrial ATP synthesis coupled electron transport / : / mitochondrial electron transport, NADH to ubiquinone / proton motive force-driven mitochondrial ATP synthesis / ubiquinone binding / mitochondrial respiratory chain complex I assembly / NADH dehydrogenase (ubiquinone) activity / acyl binding / neuron development / cellular response to interferon-beta / acyl carrier activity / quinone binding / electron transport coupled proton transport / ATP synthesis coupled electron transport / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / cellular response to retinoic acid / extrinsic apoptotic signaling pathway / negative regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / ATP metabolic process / tricarboxylic acid cycle / response to organonitrogen compound / visual perception / aerobic respiration / Neutrophil degranulation / respiratory electron transport chain / reactive oxygen species metabolic process / mitochondrion organization / cerebellum development / neurogenesis / regulation of mitochondrial membrane potential / response to hormone / response to cocaine / fatty acid metabolic process / synaptic membrane / kidney development / muscle contraction / mitochondrial membrane / apoptotic signaling pathway / electron transport chain / sensory perception of sound / regulation of protein phosphorylation / ionotropic glutamate receptor binding / response to nicotine / response to hydrogen peroxide / multicellular organism growth / response to organic cyclic compound / mitochondrial intermembrane space / brain development / negative regulation of cell growth / cognition / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / circadian rhythm / positive regulation of protein catabolic process / NAD binding / FMN binding / myelin sheath / nervous system development 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Mus musculus (ハツカネズミ) | |||||||||
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: 3.4 Å | |||||||||
データ登録者 | Grba, D. / Hirst, J. | |||||||||
資金援助 | 英国, 2件
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引用 | ジャーナル: J Biol Chem / 年: 2022 タイトル: Cryo-electron microscopy reveals how acetogenins inhibit mitochondrial respiratory complex I. 著者: Daniel N Grba / James N Blaza / Hannah R Bridges / Ahmed-Noor A Agip / Zhan Yin / Masatoshi Murai / Hideto Miyoshi / Judy Hirst / 要旨: Mitochondrial complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase), a crucial enzyme in energy metabolism, captures the redox potential energy from NADH oxidation/ubiquinone reduction to create the proton ...Mitochondrial complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase), a crucial enzyme in energy metabolism, captures the redox potential energy from NADH oxidation/ubiquinone reduction to create the proton motive force used to drive ATP synthesis in oxidative phosphorylation. High-resolution single-particle electron cryo-EM analyses have provided detailed structural knowledge of the catalytic machinery of complex I, but not of the molecular principles of its energy transduction mechanism. Although ubiquinone is considered to bind in a long channel at the interface of the membrane-embedded and hydrophilic domains, with channel residues likely involved in coupling substrate reduction to proton translocation, no structures with the channel fully occupied have yet been described. Here, we report the structure (determined by cryo-EM) of mouse complex I with a tight-binding natural product acetogenin inhibitor, which resembles the native substrate, bound along the full length of the expected ubiquinone-binding channel. Our structure reveals the mode of acetogenin binding and the molecular basis for structure-activity relationships within the acetogenin family. It also shows that acetogenins are such potent inhibitors because they are highly hydrophobic molecules that contain two specific hydrophilic moieties spaced to lock into two hydrophilic regions of the otherwise hydrophobic channel. The central hydrophilic section of the channel does not favor binding of the isoprenoid chain when the native substrate is fully bound but stabilizes the ubiquinone/ubiquinol headgroup as it transits to/from the active site. Therefore, the amphipathic nature of the channel supports both tight binding of the amphipathic inhibitor and rapid exchange of the ubiquinone/ubiquinol substrate and product. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 7psa.cif.gz | 2.7 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7psa.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 7psa.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
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文書・要旨 | 7psa_validation.pdf.gz | 2.5 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7psa_full_validation.pdf.gz | 2.6 MB | 表示 | |
XML形式データ | 7psa_validation.xml.gz | 201 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7psa_validation.cif.gz | 283 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ps/7psa ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/ps/7psa | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 13611MC M: このデータのモデリングに利用したマップデータ C: 同じ文献を引用 (文献) |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
電子顕微鏡画像生データ | EMPIAR-10927 (タイトル: Single particle cryo-EM dataset of Mus musculus mitochondrial complex I bound with an acetogenin inhibitor Data size: 3.3 TB Data #1: Single-particle cryo-EM dataset of Mus musculus mitochondrial complex I co-purified with the inhibitor acetogenin [micrographs - multiframe]) |
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-NADH-ubiquinone oxidoreductase chain ... , 7種, 7分子 AHJKLMN
#1: タンパク質 | 分子量: 13251.785 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03899, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#8: タンパク質 | 分子量: 36105.027 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03888, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#10: タンパク質 | 分子量: 18656.100 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03925, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#11: タンパク質 | 分子量: 10637.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03903, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#12: タンパク質 | 分子量: 68547.297 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03921, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#13: タンパク質 | 分子量: 51943.547 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03911, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#14: タンパク質 | 分子量: 38800.230 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: P03893, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] iron-sulfur protein ... , 7種, 7分子 BCDIQRe
#2: タンパク質 | 分子量: 24715.912 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q9DC70, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#3: タンパク質 | 分子量: 30191.307 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q9DCT2, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#4: タンパク質 | 分子量: 52720.602 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q91WD5, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#9: タンパク質 | 分子量: 24068.355 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q8K3J1, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#17: タンパク質 | 分子量: 19814.725 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CXZ1 |
#18: タンパク質 | 分子量: 13041.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: P52503 |
#30: タンパク質 | 分子量: 12675.772 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q99LY9 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] flavoprotein ... , 3種, 3分子 EFs
#5: タンパク質 | 分子量: 27318.336 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q9D6J6, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#6: タンパク質 | 分子量: 50904.152 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q91YT0, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
#44: タンパク質 | 分子量: 11833.504 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q8BK30 |
-タンパク質 , 2種, 3分子 GTU
#7: タンパク質 | 分子量: 79866.688 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) 参照: UniProt: Q91VD9, NADH:ubiquinone reductase (H+-translocating) |
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#20: タンパク質 | 分子量: 17390.289 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CR21 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit ... , 12種, 12分子 OPSVWXYZabqr
#15: タンパク質 | 分子量: 40657.375 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q99LC3 |
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#16: タンパク質 | 分子量: 42588.129 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9DC69 |
#19: タンパク質 | 分子量: 10932.675 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQ75 |
#21: タンパク質 | 分子量: 13380.719 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CPP6 |
#22: タンパク質 | 分子量: 15311.858 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQZ5 |
#23: タンパク質 | 分子量: 20025.127 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9DCJ5 |
#24: タンパク質 | 分子量: 15130.416 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9D8B4 |
#25: タンパク質 | 分子量: 16881.588 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9ERS2 |
#26: タンパク質 | 分子量: 8149.524 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: O35683 |
#27: タンパク質 | 分子量: 9338.867 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQ91 |
#42: タンパク質 | 分子量: 17154.453 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q7TMF3 |
#43: タンパク質 | 分子量: 12637.629 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9Z1P6 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 subunit ... , 2種, 2分子 cd
#28: タンパク質 | 分子量: 8636.023 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQY9 |
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#29: タンパク質 | 分子量: 14185.692 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQ54 |
-NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 beta subcomplex subunit ... , 11種, 11分子 fghijklmnop
#31: タンパク質 | 分子量: 6965.109 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: P0DN34 |
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#32: タンパク質 | 分子量: 17463.727 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: O09111 |
#33: タンパク質 | 分子量: 21742.197 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQH3 |
#34: タンパク質 | 分子量: 15540.085 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q3UIU2 |
#35: タンパク質 | 分子量: 11982.437 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CPU2 |
#36: タンパク質 | 分子量: 11714.240 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQZ6 |
#37: タンパク質 | 分子量: 21903.828 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9D6J5 |
#38: タンパク質 | 分子量: 15105.287 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQC7 |
#39: タンパク質 | 分子量: 22020.123 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CQJ8 |
#40: タンパク質 | 分子量: 16360.804 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9CR61 |
#41: タンパク質 | 分子量: 21054.832 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Mus musculus (ハツカネズミ) / 参照: UniProt: Q9DCS9 |
-非ポリマー , 11種, 35分子
#45: 化合物 | ChemComp-SF4 / #46: 化合物 | ChemComp-PC1 / #47: 化合物 | #48: 化合物 | ChemComp-FMN / | #49: 化合物 | ChemComp-3PE / #50: 化合物 | ChemComp-88I / ( | #51: 化合物 | ChemComp-CDL / #52: 化合物 | ChemComp-ATP / | #53: 化合物 | ChemComp-NDP / | #54: 化合物 | ChemComp-ZN / | #55: 化合物 | |
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-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Mitochondrial NADH:ubiquinone oxidoreductase from Mus musculus タイプ: COMPLEX 詳細: Solubilised in DDM detergent. Native purification via anion exchange, with inhibitor acetogenin added, and size-exclusion chromatography. Entity ID: #1-#44 / 由来: NATURAL | ||||||||||||||||
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分子量 | 実験値: NO | ||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: Mus musculus (ハツカネズミ) | ||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.55 / 詳細: pH 7.55 at 25 degrees Celsius | ||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||||||
試料支持 | 詳細: 20 mA glow discharge. Followed by a 2-day PEGylation with a PEG-thiol reagent. 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: UltrAuFoil R0.6/1 | ||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK III / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI TITAN KRIOS |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 130000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 2700 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1500 nm / Cs: 2.7 mm |
試料ホルダ | 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
撮影 | 平均露光時間: 10 sec. / 電子線照射量: 50 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: 1 / 実像数: 1286 |
電子光学装置 | エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV |
画像スキャン | 動画フレーム数/画像: 50 |
-解析
ソフトウェア |
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EMソフトウェア |
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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: 114209 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 15754 / 詳細: Generated with a mask in RELION / クラス平均像の数: 1 / 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: 6ZR2 |