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万見
- EMDB-22514: SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH binder -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-22514
タイトルSARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH binder
マップデータMap filtered to 6A to visualize the low occupancy VH domains. This is the map that was used for VH and RBD model fitting.
試料
  • 複合体: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
    • 複合体: engineered trimerized VH domain
      • タンパク質・ペプチド: autonomous human heavy chain variable domain
    • 複合体: SARS CoV2 Spike ectodomain
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein
キーワードSpike / VH / SARS / CoV2 / VIRAL PROTEIN-IMMUNE SYSTEM complex
機能・相同性
機能・相同性情報


Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / symbiont-mediated-mediated suppression of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell ...Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / symbiont-mediated-mediated suppression of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / membrane fusion / Attachment and Entry / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / host cell surface receptor binding / symbiont-mediated suppression of host innate immune response / receptor ligand activity / endocytosis involved in viral entry into host cell / fusion of virus membrane with host plasma membrane / fusion of virus membrane with host endosome membrane / viral envelope / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / identical protein binding / membrane / plasma membrane
類似検索 - 分子機能
Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus ...Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2
類似検索 - ドメイン・相同性
Spike glycoprotein
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.2 Å
データ登録者QCRG Structural Biology Consortium
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number国
Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)HR0011-19-2-0020 米国
Quantitative Biosciences Institute 米国
FastGrants 米国
Laboratory for Genomics Research (LGR)Excellence in Research Award (ERA) 米国
引用ジャーナル: bioRxiv / 年: 2020
タイトル: Bi-paratopic and multivalent human VH domains neutralize SARS-CoV-2 by targeting distinct epitopes within the ACE2 binding interface of Spike.
著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / ...著者: Colton J Bracken / Shion A Lim / Paige Solomon / Nicholas J Rettko / Duy P Nguyen / Beth Shoshana Zha / Kaitlin Schaefer / James R Byrnes / Jie Zhou / Irene Lui / Jia Liu / Katarina Pance / / Xin X Zhou / Kevin K Leung / James A Wells /
要旨: Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy (VH) ...Neutralizing agents against SARS-CoV-2 are urgently needed for treatment and prophylaxis of COVID-19. Here, we present a strategy to rapidly identify and assemble synthetic human variable heavy (VH) domain binders with high affinity toward neutralizing epitopes without the need for high-resolution structural information. We constructed a VH-phage library and targeted a known neutralizing site, the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) binding interface of the trimeric SARS-CoV-2 Spike receptor-binding domain (Spike-RBD). Using a masked selection approach, we identified 85 unique VH binders to two non-overlapping epitopes within the ACE2 binding site on Spike-RBD. This enabled us to systematically link these VH domains into multivalent and bi-paratopic formats. These multivalent and bi-paratopic VH constructs showed a marked increase in affinity to Spike (up to 600-fold) and neutralization potency (up to 1400-fold) on pseudotyped SARS-CoV-2 virus when compared to the standalone VH domains. The most potent binder, a trivalent VH, neutralized authentic SARS-CoV-2 with half-minimal inhibitory concentration (IC ) of 4.0 nM (180 ng/mL). A cryo-EM structure of the trivalent VH bound to Spike shows each VH domain bound an RBD at the ACE2 binding site, explaining its increased neutralization potency and confirming our original design strategy. Our results demonstrate that targeted selection and engineering campaigns using a VH-phage library can enable rapid assembly of highly avid and potent molecules towards therapeutically important protein interfaces.
履歴
登録2020年8月25日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年10月7日-
マップ公開2020年10月7日-
更新2024年11月13日-
現状2024年11月13日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.1
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-7jwb
  • 表面レベル: 0.1
  • 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EMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_22514.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_22514.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 512 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Map filtered to 6A to visualize the low occupancy VH domains. This is the map that was used for VH and RBD model fitting.
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.)
0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 Å		0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 Å		0.83 Å/pix.
x 512 pix.
= 427.008 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: 0.834 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: 0.08 / ムービー #1: 0.1
最小 - 最大-0.14129888 - 0.6405934
平均 (標準偏差)0.00042388256 (±0.022483723)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ512512512
Spacing512512512
セルA=B=C: 427.008 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8340.8340.834
M x/y/z512512512
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z427.008427.008427.008
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ000
NX/NY/NZ304304304
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS512512512
D min/max/mean-0.1410.6410.000

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添付データ

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追加マップ: High resolution reconstruction (3.2A) filtered by the FSC...

ファイルemd_22514_additional_1.map
注釈High resolution reconstruction (3.2A) filtered by the FSC and sharpened. Shows high resolution features but the VH and RBD regions are diffuse.
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 : Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized ...

全体名称: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
要素
  • 複合体: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
    • 複合体: engineered trimerized VH domain
      • タンパク質・ペプチド: autonomous human heavy chain variable domain
    • 複合体: SARS CoV2 Spike ectodomain
      • タンパク質・ペプチド: Spike glycoprotein

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超分子 #1: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized ...

超分子名称: Complex of SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH domain
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
分子量理論値: 445 KDa

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超分子 #2: engineered trimerized VH domain

超分子名称: engineered trimerized VH domain / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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超分子 #3: SARS CoV2 Spike ectodomain

超分子名称: SARS CoV2 Spike ectodomain / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)

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分子 #1: autonomous human heavy chain variable domain

分子名称: autonomous human heavy chain variable domain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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: 44.264402 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
配列文字列: EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFRIY SYYSYIGWVR RAPGKGEELV ARIYPSSGYT YYADSVKGRF TISADTSKNT AYLQMNSLR AEDTAVYYCA RWDFASPYYP GSSGLDYWGQ GTLVTVSSGG GGTGGGGSGG GGSGGGGSEV QLVESGGGLV Q PGGSLRLS ...文字列:
EVQLVESGGG LVQPGGSLRL SCAASGFRIY SYYSYIGWVR RAPGKGEELV ARIYPSSGYT YYADSVKGRF TISADTSKNT AYLQMNSLR AEDTAVYYCA RWDFASPYYP GSSGLDYWGQ GTLVTVSSGG GGTGGGGSGG GGSGGGGSEV QLVESGGGLV Q PGGSLRLS CAASGFRIYS YYSYIGWVRR APGKGEELVA RIYPSSGYTY YADSVKGRFT ISADTSKNTA YLQMNSLRAE DT AVYYCAR WDFASPYYPG SSGLDYWGQG TLVTVSSGGG GSGGGGSGGG GSGGGGSEVQ LVESGGGLVQ PGGSLRLSCA ASG FRIYSY YSYIGWVRRA PGKGEELVAR IYPSSGYTYY ADSVKGRFTI SADTSKNTAY LQMNSLRAED TAVYYCARWD FASP YYPGS SGLDYWGQGT LVTVSS

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分子 #2: Spike glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (ウイルス)
分子量理論値: 133.75325 KDa
組換発現生物種: Cricetulus griseus (モンゴルキヌゲネズミ)
配列文字列: MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESEFRV Y SSANNCTF ...文字列:
MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESEFRV Y SSANNCTF EYVSQPFLMD LEGKQGNFKN LREFVFKNID GYFKIYSKHT PINLVRDLPQ GFSALEPLVD LPIGINITRF QT LLALHRS YLTPGDSSSG WTAGAAAYYV GYLQPRTFLL KYNENGTITD AVDCALDPLS ETKCTLKSFT VEKGIYQTSN FRV QPTESI VRFPNITNLC PFGEVFNATR FASVYAWNRK RISNCVADYS VLYNSASFST FKCYGVSPTK LNDLCFTNVY ADSF VIRGD EVRQIAPGQT GKIADYNYKL PDDFTGCVIA WNSNNLDSKV GGNYNYLYRL FRKSNLKPFE RDISTEIYQA GSTPC NGVE GFNCYFPLQS YGFQPTNGVG YQPYRVVVLS FELLHAPATV CGPKKSTNLV KNKCVNFNFN GLTGTGVLTE SNKKFL PFQ QFGRDIADTT DAVRDPQTLE ILDITPCSFG GVSVITPGTN TSNQVAVLYQ DVNCTEVPVA IHADQLTPTW RVYSTGS NV FQTRAGCLIG AEHVNNSYEC DIPIGAGICA SYQTQTNSPG SASSVASQSI IAYTMSLGAE NSVAYSNNSI AIPTNFTI S VTTEILPVSM TKTSVDCTMY ICGDSTECSN LLLQYGSFCT QLNRALTGIA VEQDKNTQEV FAQVKQIYKT PPIKDFGGF NFSQILPDPS KPSKRSFIED LLFNKVTLAD AGFIKQYGDC LGDIAARDLI CAQKFNGLTV LPPLLTDEMI AQYTSALLAG TITSGWTFG AGAALQIPFA MQMAYRFNGI GVTQNVLYEN QKLIANQFNS AIGKIQDSLS STASALGKLQ DVVNQNAQAL N TLVKQLSS NFGAISSVLN DILSRLDPPE AEVQIDRLIT GRLQSLQTYV TQQLIRAAEI RASANLAATK MSECVLGQSK RV DFCGKGY HLMSFPQSAP HGVVFLHVTY VPAQEKNFTT APAICHDGKA HFPREGVFVS NGTHWFVTQR NFYEPQIITT DNT FVSGNC DVVIGIVNNT VYDPLQPELD SFKEELDKYF KNHTSPDVDL GDISGINASV VNIQKEIDRL NEVAKNLNES LIDL QELGK YEQ

UniProtKB: Spike glycoprotein

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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0.9 mg/mL
緩衝液pH: 8 / 詳細: 20 mM HEPES, pH 8, 200 mM NaCl
グリッドモデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 200 / 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 / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR
凍結凍結剤: ETHANE / 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: 78.0 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
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析 #1

Image processing ID1
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: 6.0 Å / 解像度の算出法: OTHER
詳細: This reconstruction is a Gaussian low pass filtered map of a 3.2A gold standard FSC map, to better account for the VH density. The model was fit and relaxed into this map.
使用した粒子像数: 21000
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
FSC曲線 (解像度の算出)

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画像解析 #2

Image processing ID2
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: 3.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF
詳細: Same reconstruction as above but filtered based on the gold standard FSC to 3.2A. Shows high resolution features but density for the low occupancy VH is poorly resolved.
使用した粒子像数: 21000
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
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
PDB IDChain

6x2b

source_name: PDB, initial_model_type: experimental model

4g80

chain_id: A, residue_range: 1-124, source_name: PDB, initial_model_type: experimental model
精密化プロトコル: RIGID BODY FIT / 当てはまり具合の基準: cross correlation
得られたモデル

PDB-7jwb:
SARS CoV2 Spike ectodomain with engineered trimerized VH binder

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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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