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- EMDB-41985: Cryo-EM structure of LRRK2 bound to type II inhibitor GZD824 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-41985
タイトルCryo-EM structure of LRRK2 bound to type II inhibitor GZD824
マップデータ
試料
  • 複合体: LRRK2-GZD824
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 4-methyl-N-{4-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-3-(trifluoromethyl)phenyl}-3-[(1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-5-yl)ethynyl]benzamide
キーワードCryo-EM / Parkinson's disease / Kinase / LRRK2 / type II inhibitor / HYDROLASE
機能・相同性
機能・相同性情報


caveola neck / : / beta-catenin destruction complex binding / regulation of branching morphogenesis of a nerve / Wnt signalosome assembly / negative regulation of motile cilium assembly / regulation of kidney size / regulation of cell projection organization / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb / GTP-dependent protein kinase activity ...caveola neck / : / beta-catenin destruction complex binding / regulation of branching morphogenesis of a nerve / Wnt signalosome assembly / negative regulation of motile cilium assembly / regulation of kidney size / regulation of cell projection organization / tangential migration from the subventricular zone to the olfactory bulb / GTP-dependent protein kinase activity / regulation of SNARE complex assembly / regulation of neuroblast proliferation / regulation of ER to Golgi vesicle-mediated transport / protein localization to endoplasmic reticulum exit site / peroxidase inhibitor activity / negative regulation of late endosome to lysosome transport / regulation of mitochondrial depolarization / : / positive regulation of dopamine receptor signaling pathway / amphisome / regulation of synaptic vesicle transport / : / regulation of CAMKK-AMPK signaling cascade / co-receptor binding / negative regulation of GTPase activity / regulation of dopamine receptor signaling pathway / cellular response to curcumin / positive regulation of microglial cell activation / regulation of retrograde transport, endosome to Golgi / regulation of neuron maturation / cytoplasmic side of mitochondrial outer membrane / negative regulation of autophagosome assembly / olfactory bulb development / positive regulation of synaptic vesicle endocytosis / regulation of cAMP/PKA signal transduction / JUN kinase kinase kinase activity / multivesicular body, internal vesicle / negative regulation of excitatory postsynaptic potential / striatum development / neuron projection arborization / mitochondrion localization / regulation of dendritic spine morphogenesis / protein localization to mitochondrion / cellular response to dopamine / positive regulation of mitochondrial outer membrane permeabilization involved in apoptotic signaling pathway / endoplasmic reticulum organization / positive regulation of protein autoubiquitination / negative regulation of protein processing / Wnt signalosome / positive regulation of programmed cell death / GTP metabolic process / regulation of canonical Wnt signaling pathway / syntaxin-1 binding / regulation of reactive oxygen species metabolic process / Golgi-associated vesicle / PTK6 promotes HIF1A stabilization / lysosome organization / negative regulation of macroautophagy / clathrin binding / regulation of mitochondrial fission / regulation of synaptic vesicle exocytosis / Lewy body / protein kinase A binding / regulation of locomotion / intracellular distribution of mitochondria / neuromuscular junction development / Golgi organization / microvillus / autolysosome / exploration behavior / locomotory exploration behavior / endoplasmic reticulum exit site / negative regulation of Notch signaling pathway / MAP kinase kinase kinase activity / regulation of synaptic vesicle endocytosis / canonical Wnt signaling pathway / negative regulation of endoplasmic reticulum stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / regulation of synaptic transmission, glutamatergic / Rho protein signal transduction / presynaptic cytosol / neuron projection morphogenesis / JNK cascade / phagocytic vesicle / cellular response to manganese ion / positive regulation of autophagy / dendrite cytoplasm / positive regulation of protein ubiquitination / cellular response to starvation / GTPase activator activity / determination of adult lifespan / regulation of autophagy / SNARE binding / cellular response to reactive oxygen species / mitochondrion organization / trans-Golgi network / calcium-mediated signaling / excitatory postsynaptic potential / regulation of protein stability / regulation of membrane potential / tubulin binding
類似検索 - 分子機能
: / : / : / LRRK2 ARM repeat / LRRK2 ANK repeat / LRRK2 beta propeller / : / : / C-terminal of Roc, COR-B domain / C-terminal of Roc (COR) domain ...: / : / : / LRRK2 ARM repeat / LRRK2 ANK repeat / LRRK2 beta propeller / : / : / C-terminal of Roc, COR-B domain / C-terminal of Roc (COR) domain / C-terminal of Roc, COR-A domain / Ras of Complex, Roc, domain of DAPkinase / Roc domain profile. / Roc domain / Leucine-rich repeats, bacterial type / Leucine rich repeat / Leucine-rich repeat, typical subtype / Leucine-rich repeats, typical (most populated) subfamily / Leucine-rich repeat profile. / Leucine-rich repeat / Rab subfamily of small GTPases / Leucine-rich repeat domain superfamily / Ankyrin repeat-containing domain superfamily / Armadillo-like helical / Small GTP-binding protein domain / Armadillo-type fold / Serine/threonine-protein kinase, active site / Serine/Threonine protein kinases active-site signature. / Protein kinase domain / Serine/Threonine protein kinases, catalytic domain / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / Protein kinase, ATP binding site / Protein kinases ATP-binding region signature. / Protein kinase domain profile. / Protein kinase domain / Protein kinase-like domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
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: 3.6 Å
データ登録者Zhu H / Sun J
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)R00HL143037 米国
引用ジャーナル: Cell Discov / 年: 2024
タイトル: Pharmacology of LRRK2 with type I and II kinase inhibitors revealed by cryo-EM.
著者: Hanwen Zhu / Patricia Hixson / Wen Ma / Ji Sun /
要旨: LRRK2 is one of the most promising drug targets for Parkinson's disease. Though type I kinase inhibitors of LRRK2 are under clinical trials, alternative strategies like type II inhibitors are being ...LRRK2 is one of the most promising drug targets for Parkinson's disease. Though type I kinase inhibitors of LRRK2 are under clinical trials, alternative strategies like type II inhibitors are being actively pursued due to the potential undesired effects of type I inhibitors. Currently, a robust method for LRRK2-inhibitor structure determination to guide structure-based drug discovery is lacking, and inhibition mechanisms of available compounds are also unclear. Here we present near-atomic-resolution structures of LRRK2 with type I (LRRK2-IN-1 and GNE-7915) and type II (rebastinib, ponatinib, and GZD-824) inhibitors, uncovering the structural basis of LRRK2 inhibition and conformational plasticity of the kinase domain with molecular dynamics (MD) simulations. Type I and II inhibitors bind to LRRK2 in active-like and inactive conformations, so LRRK2-inhibitor complexes further reveal general structural features associated with LRRK2 activation. Our study provides atomic details of LRRK2-inhibitor interactions and a framework for understanding LRRK2 activation and for rational drug design.
履歴
登録2023年9月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年1月31日-
マップ公開2024年1月31日-
更新2024年1月31日-
現状2024年1月31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_41985.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_41985.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 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

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明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.41 Å/pix.
x 360 pix.
= 508.68 Å		1.41 Å/pix.
x 360 pix.
= 508.68 Å		1.41 Å/pix.
x 360 pix.
= 508.68 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: 1.413 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: 0.9
最小 - 最大-2.057429 - 4.1051326
平均 (標準偏差)0.0020713052 (±0.06479181)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 508.68 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #2

ファイルemd_41985_additional_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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追加マップ: #1

ファイルemd_41985_additional_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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ハーフマップ: #2

ファイルemd_41985_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_41985_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 : LRRK2-GZD824

全体名称: LRRK2-GZD824
要素
  • 複合体: LRRK2-GZD824
    • タンパク質・ペプチド: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: 4-methyl-N-{4-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-3-(trifluoromethyl)phenyl}-3-[(1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-5-yl)ethynyl]benzamide

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超分子 #1: LRRK2-GZD824

超分子名称: LRRK2-GZD824 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 286 kDa/nm

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分子 #1: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2

分子名称: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: non-specific serine/threonine protein kinase
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 286.427656 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MASGSCQGCE EDEETLKKLI VRLNNVQEGK QIETLVQILE DLLVFTYSEH ASKLFQGKNI HVPLLIVLDS YMRVASVQQV GWSLLCKLI EVCPGTMQSL MGPQDVGNDW EVLGVHQLIL KMLTVHNASV NLSVIGLKTL DLLLTSGKIT LLILDEESDI F MLIFDAMH ...文字列:
MASGSCQGCE EDEETLKKLI VRLNNVQEGK QIETLVQILE DLLVFTYSEH ASKLFQGKNI HVPLLIVLDS YMRVASVQQV GWSLLCKLI EVCPGTMQSL MGPQDVGNDW EVLGVHQLIL KMLTVHNASV NLSVIGLKTL DLLLTSGKIT LLILDEESDI F MLIFDAMH SFPANDEVQK LGCKALHVLF ERVSEEQLTE FVENKDYMIL LSALTNFKDE EEIVLHVLHC LHSLAIPCNN VE VLMSGNV RCYNIVVEAM KAFPMSERIQ EVSCCLLHRL TLGNFFNILV LNEVHEFVVK AVQQYPENAA LQISALSCLA LLT ETIFLN QDLEEKNENQ ENDDEGEEDK LFWLEACYKA LTWHRKNKHV QEAACWALNN LLMYQNSLHE KIGDEDGHFP AHRE VMLSM LMHSSSKEVF QASANALSTL LEQNVNFRKI LLSKGIHLNV LELMQKHIHS PEVAESGCKM LNHLFEGSNT SLDIM AAVV PKILTVMKRH ETSLPVQLEA LRAILHFIVP GMPEESREDT EFHHKLNMVK KQCFKNDIHK LVLAALNRFI GNPGIQ KCG LKVISSIVHF PDALEMLSLE GAMDSVLHTL QMYPDDQEIQ CLGLSLIGYL ITKKNVFIGT GHLLAKILVS SLYRFKD VA EIQTKGFQTI LAILKLSASF SKLLVHHSFD LVIFHQMSSN IMEQKDQQFL NLCCKCFAKV AMDDYLKNVM LERACDQN N SIMVECLLLL GADANQAKEG SSLICQVCEK ESSPKLVELL LNSGSREQDV RKALTISIGK GDSQIISLLL RRLALDVAN NSICLGGFCI GKVEPSWLGP LFPDKTSNLR KQTNIASTLA RMVIRYQMKS AVEEGTASGS DGNFSEDVLS KFDEWTFIPD SSMDSVFAQ SDDLDSEGSE GSFLVKKKSN SISVGEFYRD AVLQRCSPNL QRHSNSLGPI FDHEDLLKRK RKILSSDDSL R SSKLQSHM RHSDSISSLA SEREYITSLD LSANELRDID ALSQKCCISV HLEHLEKLEL HQNALTSFPQ QLCETLKSLT HL DLHSNKF TSFPSYLLKM SCIANLDVSR NDIGPSVVLD PTVKCPTLKQ FNLSYNQLSF VPENLTDVVE KLEQLILEGN KIS GICSPL RLKELKILNL SKNHISSLSE NFLEACPKVE SFSARMNFLA AMPFLPPSMT ILKLSQNKFS CIPEAILNLP HLRS LDMSS NDIQYLPGPA HWKSLNLREL LFSHNQISIL DLSEKAYLWS RVEKLHLSHN KLKEIPPEIG CLENLTSLDV SYNLE LRSF PNEMGKLSKI WDLPLDELHL NFDFKHIGCK AKDIIRFLQQ RLKKAVPYNR MKLMIVGNTG SGKTTLLQQL MKTKKS DLG MQSATVGIDV KDWPIQIRDK RKRDLVLNVW DFAGREEFYS THPHFMTQRA LYLAVYDLSK GQAEVDAMKP WLFNIKA RA SSSPVILVGT HLDVSDEKQR KACMSKITKE LLNKRGFPAI RDYHFVNATE ESDALAKLRK TIINESLNFK IRDQLVVG Q LIPDCYVELE KIILSERKNV PIEFPVIDRK RLLQLVRENQ LQLDENELPH AVHFLNESGV LLHFQDPALQ LSDLYFVEP KWLCKIMAQI LTVKVEGCPK HPKGIISRRD VEKFLSKKRK FPKNYMTQYF KLLEKFQIAL PIGEEYLLVP SSLSDHRPVI ELPHCENSE IIIRLYEMPY FPMGFWSRLI NRLLEISPYM LSGRERALRP NRMYWRQGIY LNWSPEAYCL VGSEVLDNHP E SFLKITVP SCRKGCILLG QVVDHIDSLM EEWFPGLLEI DICGEGETLL KKWALYSFND GEEHQKILLD DLMKKAEEGD LL VNPDQPR LTIPISQIAP DLILADLPRN IMLNNDELEF EQAPEFLLGD GSFGSVYRAA YEGEEVAVKI FNKHTSLRLL RQE LVVLCH LHHPSLISLL AAGIRPRMLV MELASKGSLD RLLQQDKASL TRTLQHRIAL HVADGLRYLH SAMIIYRDLK PHNV LLFTL YPNAAIIAKI ADYGIAQYCC RMGIKTSEGT PGFRAPEVAR GNVIYNQQAD VYSFGLLLYD ILTTGGRIVE GLKFP NEFD ELEIQGKLPD PVKEYGCAPW PMVEKLIKQC LKENPQERPT SAQVFDILNS AELVCLTRRI LLPKNVIVEC MVATHH NSR NASIWLGCGH TDRGQLSFLD LNTEGYTSEE VADSRILCLA LVHLPVEKES WIVSGTQSGT LLVINTEDGK KRHTLEK MT DSVTCLYCNS FSKQSKQKNF LLVGTADGKL AIFEDKTVKL KGAAPLKILN IGNVSTPLMC LSESTNSTER NVMWGGCG T KIFSFSNDFT IQKLIETRTS QLFSYAAFSD SNIITVVVDT ALYIAKQNSP VVEVWDKKTE KLCGLIDCVH FLREVTVKE NKESKHKMSY SGRVKTLCLQ KNTALWIGTG GGHILLLDLS TRRLIRVIYN FCNSVRVMMT AQLGSLKNVM LVLGYNRKNT EGTQKQKEI QSCLTVWDIN LPHEVQNLEK HIEVRKELAE KMRRTSVE

UniProtKB: Leucine-rich repeat serine/threonine-protein kinase 2

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分子 #2: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 2 / コピー数: 2 / 式: GDP
分子量理論値: 443.201 Da
Chemical component information

ChemComp-GDP:
GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #3: 4-methyl-N-{4-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-3-(trifluoromethyl...

分子名称: 4-methyl-N-{4-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-3-(trifluoromethyl)phenyl}-3-[(1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-5-yl)ethynyl]benzamide
タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 2 / 式: T3X
分子量理論値: 532.559 Da
Chemical component information

ChemComp-T3X:
4-methyl-N-{4-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]-3-(trifluoromethyl)phenyl}-3-[(1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-5-yl)ethynyl]benzamide

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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: 8
凍結凍結剤: ETHANE

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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 (6k x 4k) / 平均電子線量: 67.04 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.6 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: NONE
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C2 (2回回転対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 78975
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER

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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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