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万見
- EMDB-26313: C6-guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-26313
タイトルC6-guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex
マップデータC6-guano bound uOR in complex with Gi
試料
  • 複合体: C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex
    • 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: Mu-type opioid receptor
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
  • リガンド: N-(6-carbamimidamidohexyl)-N-[1-(2-phenylethyl)piperidin-4-yl]propanamide
キーワードGPCR / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


Opioid Signalling / Peptide ligand-binding receptors / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / G-protein activation / G protein-coupled opioid receptor activity / negative regulation of cAMP-mediated signaling / G protein-coupled opioid receptor signaling pathway / G alpha (i) signalling events ...Opioid Signalling / Peptide ligand-binding receptors / beta-endorphin receptor activity / morphine receptor activity / negative regulation of Wnt protein secretion / G-protein activation / G protein-coupled opioid receptor activity / negative regulation of cAMP-mediated signaling / G protein-coupled opioid receptor signaling pathway / G alpha (i) signalling events / negative regulation of nitric oxide biosynthetic process / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / regulation of NMDA receptor activity / positive regulation of neurogenesis / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / transmission of nerve impulse / G-protein alpha-subunit binding / positive regulation of protein localization to cell cortex / Adenylate cyclase inhibitory pathway / T cell migration / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase regulator activity / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / sensory perception of pain / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / GABA-ergic synapse / locomotory behavior / Regulation of insulin secretion / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / G protein-coupled receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / G protein-coupled receptor activity / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / response to peptide hormone / centriolar satellite / Olfactory Signaling Pathway / Activation of the phototransduction cascade / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through CDC42 / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / photoreceptor disc membrane / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / GDP binding / G alpha (z) signalling events / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / cellular response to catecholamine stimulus / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / GPER1 signaling / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / cellular response to prostaglandin E stimulus / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / presynapse / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / G protein activity / GTPase binding / retina development in camera-type eye / Ca2+ pathway / midbody / cell cortex / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / fibroblast proliferation / G alpha (i) signalling events / 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 / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) signalling events / perikaryon / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade / endosome / ciliary basal body
類似検索 - 分子機能
Mu opioid receptor / Opioid receptor / G-protein alpha subunit, group I / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. ...Mu opioid receptor / Opioid receptor / G-protein alpha subunit, group I / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G protein alpha subunit / 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 / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein coupled receptors family 1 signature. / G protein-coupled receptor, rhodopsin-like / GPCR, rhodopsin-like, 7TM / G-protein coupled receptors family 1 profile. / 7 transmembrane receptor (rhodopsin family) / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / WD domain, G-beta repeat / 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 / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Mu-type opioid receptor / 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 / Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-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: 3.3 Å
データ登録者Wang H / Kobilka B
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute on Drug Abuse (NIH/NIDA) 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Structure-based design of bitopic ligands for the µ-opioid receptor.
著者: Abdelfattah Faouzi / Haoqing Wang / Saheem A Zaidi / Jeffrey F DiBerto / Tao Che / Qianhui Qu / Michael J Robertson / Manish K Madasu / Amal El Daibani / Balazs R Varga / Tiffany Zhang / ...著者: Abdelfattah Faouzi / Haoqing Wang / Saheem A Zaidi / Jeffrey F DiBerto / Tao Che / Qianhui Qu / Michael J Robertson / Manish K Madasu / Amal El Daibani / Balazs R Varga / Tiffany Zhang / Claudia Ruiz / Shan Liu / Jin Xu / Kevin Appourchaux / Samuel T Slocum / Shainnel O Eans / Michael D Cameron / Ream Al-Hasani / Ying Xian Pan / Bryan L Roth / Jay P McLaughlin / Georgios Skiniotis / Vsevolod Katritch / Brian K Kobilka / Susruta Majumdar /
要旨: Mu-opioid receptor (µOR) agonists such as fentanyl have long been used for pain management, but are considered a major public health concern owing to their adverse side effects, including lethal ...Mu-opioid receptor (µOR) agonists such as fentanyl have long been used for pain management, but are considered a major public health concern owing to their adverse side effects, including lethal overdose. Here, in an effort to design safer therapeutic agents, we report an approach targeting a conserved sodium ion-binding site found in µOR and many other class A G-protein-coupled receptors with bitopic fentanyl derivatives that are functionalized via a linker with a positively charged guanidino group. Cryo-electron microscopy structures of the most potent bitopic ligands in complex with µOR highlight the key interactions between the guanidine of the ligands and the key Asp residue in the Na site. Two bitopics (C5 and C6 guano) maintain nanomolar potency and high efficacy at G subtypes and show strongly reduced arrestin recruitment-one (C6 guano) also shows the lowest G efficacy among the panel of µOR agonists, including partial and biased morphinan and fentanyl analogues. In mice, C6 guano displayed µOR-dependent antinociception with attenuated adverse effects, supporting the µOR sodium ion-binding site as a potential target for the design of safer analgesics. In general, our study suggests that bitopic ligands that engage the sodium ion-binding pocket in class A G-protein-coupled receptors can be designed to control their efficacy and functional selectivity profiles for G, G and G subtypes and arrestins, thus modulating their in vivo pharmacology.
履歴
登録2022年2月24日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年12月7日-
マップ公開2022年12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

添付画像

emd_26313.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_26313.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 52.7 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈C6-guano bound uOR in complex with Gi
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X (Sec.)Y (Row.)Z (Col.)
0.87 Å/pix.
x 240 pix.
= 208.224 Å		0.87 Å/pix.
x 240 pix.
= 208.224 Å		0.87 Å/pix.
x 240 pix.
= 208.224 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: 0.8676 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: 7.08
最小 - 最大-17.462643 - 36.365580000000001
平均 (標準偏差)0.000000000000221 (±1.0)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderZYX
Origin000
サイズ240240240
Spacing240240240
セルA=B=C: 208.224 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 : C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex

全体名称: C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex
要素
  • 複合体: C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex
    • 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: Mu-type opioid receptor
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
  • リガンド: N-(6-carbamimidamidohexyl)-N-[1-(2-phenylethyl)piperidin-4-yl]propanamide

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超分子 #1: C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex

超分子名称: C6guano bound Mu Opioid Receptor-Gi Protein Complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: 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: 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: 37.671102 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列: PGSSGSELDQ LRQEAEQLKN QIRDARKACA DATLSQITNN IDPVGRIQMR TRRTLRGHLA KIYAMHWGTD SRLLVSASQD GKLIIWDSY TTNKVHAIPL RSSWVMTCAY APSGNYVACG GLDNICSIYN LKTREGNVRV SRELAGHTGY LSCCRFLDDN Q IVTSSGDT ...文字列:
PGSSGSELDQ LRQEAEQLKN QIRDARKACA DATLSQITNN IDPVGRIQMR TRRTLRGHLA KIYAMHWGTD SRLLVSASQD GKLIIWDSY TTNKVHAIPL RSSWVMTCAY APSGNYVACG GLDNICSIYN LKTREGNVRV SRELAGHTGY LSCCRFLDDN Q IVTSSGDT TCALWDIETG QQTTTFTGHT GDVMSLSLAP DTRLFVSGAC DASAKLWDVR EGMCRQTFTG HESDINAICF FP NGNAFAT GSDDATCRLF DLRADQELMT YSHDNIICGI TSVSFSKSGR LLLAGYDDFN CNVWDALKAD RAGVLAGHDN RVS CLGVTD DGMAVATGSW DSFLKIWN

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

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分子 #2: 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: 2 / 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: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
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 #3: Mu-type opioid receptor

分子名称: Mu-type opioid receptor / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 39.995105 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: NISDCSDPLA PASCSPAPGS WLNLSHVDGN QSDPCGPNRT GLGENLYFQG SHSLCPQTGS PSMVTAITIM ALYSIVCVVG LFGNFLVMY VIVRYTKMKT ATNIYIFNLA LADALATSTL PFQSVNYLMG TWPFGNILCK IVISIDYYNM FTSIFTLCTM S VDRYIAVC ...文字列:
NISDCSDPLA PASCSPAPGS WLNLSHVDGN QSDPCGPNRT GLGENLYFQG SHSLCPQTGS PSMVTAITIM ALYSIVCVVG LFGNFLVMY VIVRYTKMKT ATNIYIFNLA LADALATSTL PFQSVNYLMG TWPFGNILCK IVISIDYYNM FTSIFTLCTM S VDRYIAVC HPVKALDFRT PRNAKIVNVC NWILSSAIGL PVMFMATTKY RQGSIDCTLT FSHPTWYWEN LLKICVFIFA FI MPVLIIT VCYGLMILRL KSVRMLSGSK EKDRNLRRIT RMVLVVVAVF IVCWTPIHIY VIIKALITIP ETTFQTVSWH FCI ALGYTN SCLNPVLYAF LDENFKRCFR EFCIPTSSTI

UniProtKB: Mu-type opioid receptor

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分子 #4: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
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: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 40.415031 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
配列文字列: MGCTLSAEDK AAVERSKMID RNLREDGEKA AREVKLLLLG AGESGKSTIV KQMKIIHEAG YSEEECKQYK AVVYSNTIQS IIAIIRAMG RLKIDFGDSA RADDARQLFV LAGAAEEGFM TAELAGVIKR LWKDSGVQAC FNRSREYQLN DSAAYYLNDL D RIAQPNYI ...文字列:
MGCTLSAEDK AAVERSKMID RNLREDGEKA AREVKLLLLG AGESGKSTIV KQMKIIHEAG YSEEECKQYK AVVYSNTIQS IIAIIRAMG RLKIDFGDSA RADDARQLFV LAGAAEEGFM TAELAGVIKR LWKDSGVQAC FNRSREYQLN DSAAYYLNDL D RIAQPNYI PTQQDVLRTR VKTTGIVETH FTFKDLHFKM FDVGGQRSER KKWIHCFEGV TAIIFCVALS DYDLVLAEDE EM NRMHESM KLFDSICNNK WFTDTSIILF LNKKDLFEEK IKKSPLTICY PEYAGSNTYE EAAAYIQCQF EDLNKRKDTK EIY THFTCA TDTKNVQFVF DAVTDVIIKN NLKDCGLF

UniProtKB: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1

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分子 #5: N-(6-carbamimidamidohexyl)-N-[1-(2-phenylethyl)piperidin-4-yl]pro...

分子名称: N-(6-carbamimidamidohexyl)-N-[1-(2-phenylethyl)piperidin-4-yl]propanamide
タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: KZR
分子量理論値: 401.589 Da
Chemical component information

ChemComp-KZR:
N-(6-carbamimidamidohexyl)-N-[1-(2-phenylethyl)piperidin-4-yl]propanamide

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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: 7.4
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) / 平均電子線量: 68.5 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 / 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）: 0.7000000000000001 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6dde

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 232146
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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