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万見
- EMDB-41776: CryoEM structure of D2 dopamine receptor in complex with GoA KE m... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-41776
タイトルCryoEM structure of D2 dopamine receptor in complex with GoA KE mutant and dopamine
マップデータ
試料
  • 複合体: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) and dopamine
    • タンパク質・ペプチド: D(2) dopamine receptor
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
    • 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
  • リガンド: L-DOPAMINE
キーワードGPCR / Dopamine / DRD2 / Dominant Negative / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


negative regulation of dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of dephosphorylation / positive regulation of glial cell-derived neurotrophic factor production / acid secretion / dopamine neurotransmitter receptor activity, coupled via Gi/Go / nervous system process involved in regulation of systemic arterial blood pressure / response to histamine / negative regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / regulation of synapse structural plasticity ...negative regulation of dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / negative regulation of dephosphorylation / positive regulation of glial cell-derived neurotrophic factor production / acid secretion / dopamine neurotransmitter receptor activity, coupled via Gi/Go / nervous system process involved in regulation of systemic arterial blood pressure / response to histamine / negative regulation of circadian sleep/wake cycle, sleep / regulation of synapse structural plasticity / regulation of locomotion involved in locomotory behavior / neuron-neuron synaptic transmission / adenohypophysis development / negative regulation of dopamine secretion / positive regulation of renal sodium excretion / negative regulation of cellular response to hypoxia / hyaloid vascular plexus regression / adenylate cyclase-inhibiting dopamine receptor signaling pathway / orbitofrontal cortex development / cerebral cortex GABAergic interneuron migration / response to inactivity / regulation of potassium ion transport / Dopamine receptors / negative regulation of neuron migration / dopamine binding / branching morphogenesis of a nerve / regulation of dopamine uptake involved in synaptic transmission / phospholipase C-activating dopamine receptor signaling pathway / positive regulation of growth hormone secretion / peristalsis / heterotrimeric G-protein binding / drinking behavior / G protein-coupled receptor complex / grooming behavior / behavioral response to ethanol / auditory behavior / positive regulation of G protein-coupled receptor signaling pathway / striatum development / mu-type opioid receptor binding / dopaminergic synapse / corticotropin-releasing hormone receptor 1 binding / positive regulation of urine volume / positive regulation of multicellular organism growth / G protein-coupled receptor internalization / non-motile cilium / vesicle docking involved in exocytosis / negative regulation of synaptic transmission, glutamatergic / heterocyclic compound binding / response to iron ion / adult walking behavior / arachidonate secretion / G protein-coupled dopamine receptor signaling pathway / response to morphine / ciliary membrane / negative regulation of cytosolic calcium ion concentration / temperature homeostasis / regulation of synaptic transmission, GABAergic / positive regulation of neuroblast proliferation / pigmentation / positive regulation of cytokinesis / regulation of heart contraction / parallel fiber to Purkinje cell synapse / dopamine metabolic process / dopamine uptake involved in synaptic transmission / regulation of dopamine secretion / cellular response to ethanol / response to light stimulus / associative learning / positive regulation of receptor internalization / lateral plasma membrane / endocytic vesicle / G-protein alpha-subunit binding / neuroblast proliferation / negative regulation of protein secretion / long-term memory / potassium channel regulator activity / sperm flagellum / prepulse inhibition / postsynaptic modulation of chemical synaptic transmission / response to axon injury / synapse assembly / regulation of sodium ion transport / negative regulation of blood pressure / behavioral response to cocaine / cellular response to retinoic acid / release of sequestered calcium ion into cytosol / adenylate cyclase regulator activity / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / axon terminus / ionotropic glutamate receptor binding / presynaptic modulation of chemical synaptic transmission / negative regulation of phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B signal transduction / acrosomal vesicle / axonogenesis / regulation of heart rate / muscle contraction / negative regulation of innate immune response / negative regulation of cell migration / response to amphetamine
類似検索 - 分子機能
Dopamine D2 receptor / Dopamine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 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 ...Dopamine D2 receptor / Dopamine receptor family / G-protein alpha subunit, group I / Serpentine type 7TM GPCR chemoreceptor Srsx / 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 / G protein beta WD-40 repeat protein / 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. / 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
Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha / D(2) dopamine 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
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.28 Å
データ登録者Krumm BE / Kapolka NJ / Fay JF / Roth BL
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of Mental Health (NIH/NIMH)MH112205 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: A neurodevelopmental disorder mutation locks G proteins in the transitory pre-activated state.
著者: Kevin M Knight / Brian E Krumm / Nicholas J Kapolka / W Grant Ludlam / Meng Cui / Sepehr Mani / Iya Prytkova / Elizabeth G Obarow / Tyler J Lefevre / Wenyuan Wei / Ning Ma / Xi-Ping Huang / ...著者: Kevin M Knight / Brian E Krumm / Nicholas J Kapolka / W Grant Ludlam / Meng Cui / Sepehr Mani / Iya Prytkova / Elizabeth G Obarow / Tyler J Lefevre / Wenyuan Wei / Ning Ma / Xi-Ping Huang / Jonathan F Fay / Nagarajan Vaidehi / Alan V Smrcka / Paul A Slesinger / Diomedes E Logothetis / Kirill A Martemyanov / Bryan L Roth / Henrik G Dohlman /
要旨: Many neurotransmitter receptors activate G proteins through exchange of GDP for GTP. The intermediate nucleotide-free state has eluded characterization, due largely to its inherent instability. Here ...Many neurotransmitter receptors activate G proteins through exchange of GDP for GTP. The intermediate nucleotide-free state has eluded characterization, due largely to its inherent instability. Here we characterize a G protein variant associated with a rare neurological disorder in humans. Gα has a charge reversal that clashes with the phosphate groups of GDP and GTP. As anticipated, the purified protein binds poorly to guanine nucleotides yet retains wild-type affinity for G protein βγ subunits. In cells with physiological concentrations of nucleotide, Gα forms a stable complex with receptors and Gβγ, impeding effector activation. Further, we demonstrate that the mutant can be easily purified in complex with dopamine-bound D2 receptors, and use cryo-electron microscopy to determine the structure, including both domains of Gα, without nucleotide or stabilizing nanobodies. These findings reveal the molecular basis for the first committed step of G protein activation, establish a mechanistic basis for a neurological disorder, provide a simplified strategy to determine receptor-G protein structures, and a method to detect high affinity agonist binding in cells.
履歴
登録2023年8月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年8月21日-
マップ公開2024年8月21日-
更新2025年5月28日-
現状2025年5月28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_41776.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_41776.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 172.1 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
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.)
0.87 Å/pix.
x 356 pix.
= 311.144 Å		0.87 Å/pix.
x 356 pix.
= 311.144 Å		0.87 Å/pix.
x 356 pix.
= 311.144 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: 0.874 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: 0.1
最小 - 最大-0.2542216 - 0.56153995
平均 (標準偏差)-0.00038653292 (±0.010698408)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ356356356
Spacing356356356
セルA=B=C: 311.144 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: #2

ファイルemd_41776_half_map_1.map
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: #1

ファイルemd_41776_half_map_2.map
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 : Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) an...

全体名称: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) and dopamine
要素
  • 複合体: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) and dopamine
    • タンパク質・ペプチド: D(2) dopamine receptor
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
    • 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
  • リガンド: L-DOPAMINE

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超分子 #1: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) an...

超分子名称: Human DRD2 in complex with heterotrimeric G protein GoA (K46E) and dopamine
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)
分子量理論値: 120 KDa

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分子 #1: D(2) dopamine receptor

分子名称: D(2) dopamine receptor / 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: 50.685355 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MDPLNLSWYD DDLERQNWSR PFNGSDGKAD RPHYNYYATL LTLLIAVIVF GNVLVCMAVS REKALQTTTN YLIVSLAVAD LLVATLVMP WVVYLEVVGE WKFSRIHCDI FVTLDVMMCT ASILNLCAIS IDRYTAVAMP MLYNTRYSSK RRVTVMISIV W VLSFTISC ...文字列:
MDPLNLSWYD DDLERQNWSR PFNGSDGKAD RPHYNYYATL LTLLIAVIVF GNVLVCMAVS REKALQTTTN YLIVSLAVAD LLVATLVMP WVVYLEVVGE WKFSRIHCDI FVTLDVMMCT ASILNLCAIS IDRYTAVAMP MLYNTRYSSK RRVTVMISIV W VLSFTISC PLLFGLNNAD QNECIIANPA FVVYSSIVSF YVPFIVTLLV YIKIYIVLRR RRKRVNTKRS SRAFRAHLRA PL KGNCTHP EDMKLCTVIM KSNGSFPVNR RRVEAARRAQ ELEMEMLSST SPPERTRYSP IPPSHHQLTL PDPSHHGLHS TPD SPAKPE KNGHAKDHPK IAKIFEIQTM PNGKTRTSLK TMSRRKLSQQ KEKKATQMLA IVLGVFIICW LPFFITHILN IHCD CNIPP VLYSAFTWLG YVNSAVNPII YTTFNIEFRK AFLKILHC

UniProtKB: D(2) dopamine receptor

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分子 #2: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha

分子名称: Guanine nucleotide-binding protein G(o) subunit alpha
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: 40.100434 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MGCTLSAEER AALERSKAIE KNLKEDGISA AKDVKLLLLG AGESGESTIV KQMKIIHEDG FSGEDVKQYK PVVYSNTIQS LAAIVRAMD TLGIEYGDKE RKADAKMVCD VVSRMEDTEP FSAELLSAMM RLWGDSGIQE CFNRSREYQL NDSAKYYLDS L DRIGAADY ...文字列:
MGCTLSAEER AALERSKAIE KNLKEDGISA AKDVKLLLLG AGESGESTIV KQMKIIHEDG FSGEDVKQYK PVVYSNTIQS LAAIVRAMD TLGIEYGDKE RKADAKMVCD VVSRMEDTEP FSAELLSAMM RLWGDSGIQE CFNRSREYQL NDSAKYYLDS L DRIGAADY QPTEQDILRT RVKTTGIVET HFTFKNLHFR LFDVGGQRSE RKKWIHCFED VTAIIFCVAL SGYDQVLHED ET TNRMHES LMLFDSICNN KFFIDTSIIL FLNKKDLFGE KIKKSPLTIC FPEYTGPNTY EDAAAYIQAQ FESKNRSPNK EIY CHMTCA TDTNNIQVVF DAVTDIIIAN NLRGCGLY

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

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分子 #3: 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: 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: 39.418086 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: MHHHHHHLEV LFQGPGSSGS ELDQLRQEAE QLKNQIRDAR KACADATLSQ ITNNIDPVGR IQMRTRRTLR GHLAKIYAMH WGTDSRLLV SASQDGKLII WDSYTTNKVH AIPLRSSWVM TCAYAPSGNY VACGGLDNIC SIYNLKTREG NVRVSRELAG H TGYLSCCR ...文字列:
MHHHHHHLEV LFQGPGSSGS ELDQLRQEAE QLKNQIRDAR KACADATLSQ ITNNIDPVGR IQMRTRRTLR GHLAKIYAMH WGTDSRLLV SASQDGKLII WDSYTTNKVH AIPLRSSWVM TCAYAPSGNY VACGGLDNIC SIYNLKTREG NVRVSRELAG H TGYLSCCR FLDDNQIVTS SGDTTCALWD IETGQQTTTF TGHTGDVMSL SLAPDTRLFV SGACDASAKL WDVREGMCRQ TF TGHESDI NAICFFPNGN AFATGSDDAT CRLFDLRADQ ELMTYSHDNI ICGITSVSFS KSGRLLLAGY DDFNCNVWDA LKA DRAGVL AGHDNRVSCL GVTDDGMAVA TGSWDSFLKI WN

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

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分子 #4: 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: 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: 7.861143 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
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 #5: L-DOPAMINE

分子名称: L-DOPAMINE / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / 式: LDP
分子量理論値: 153.178 Da
Chemical component information

ChemComp-LDP:
L-DOPAMINE / 薬剤*YM

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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3.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE-PROPANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 55.0 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）: 1.5 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.7000000000000001 µm
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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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: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

8irs

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 153270
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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