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万見
- EMDB-42549: KIF1A[1-393] P305L mutant AMP-PNP bound two-heads-bound state in ... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-42549
タイトルKIF1A[1-393] P305L mutant AMP-PNP bound two-heads-bound state in complex with a microtubule
マップデータPrimary map, locally refined on the two central asymmetric units
試料
  • 複合体: KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a 15R microtubule
    • タンパク質・ペプチド: Kinesin-like protein KIF1A
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1B chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-2B chain
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: TAXOL
キーワードKIF1A / kinesin / motility / microtubule / tubulin / MOTOR PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


neuronal dense core vesicle membrane / dense core granule cytoskeletal transport / anterograde neuronal dense core vesicle transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / regulation of dendritic spine development / cytoskeleton-dependent intracellular transport / regulation of dendritic spine morphogenesis / anterograde axonal transport / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Hedgehog 'off' state ...neuronal dense core vesicle membrane / dense core granule cytoskeletal transport / anterograde neuronal dense core vesicle transport / retrograde neuronal dense core vesicle transport / regulation of dendritic spine development / cytoskeleton-dependent intracellular transport / regulation of dendritic spine morphogenesis / anterograde axonal transport / Microtubule-dependent trafficking of connexons from Golgi to the plasma membrane / Hedgehog 'off' state / Cilium Assembly / Intraflagellar transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / Carboxyterminal post-translational modifications of tubulin / RHOH GTPase cycle / Sealing of the nuclear envelope (NE) by ESCRT-III / Kinesins / PKR-mediated signaling / The role of GTSE1 in G2/M progression after G2 checkpoint / Aggrephagy / Resolution of Sister Chromatid Cohesion / Mitotic Prometaphase / EML4 and NUDC in mitotic spindle formation / Separation of Sister Chromatids / Kinesins / plus-end-directed microtubule motor activity / RHO GTPases activate IQGAPs / RHO GTPases Activate Formins / HSP90 chaperone cycle for steroid hormone receptors (SHR) in the presence of ligand / MHC class II antigen presentation / Recruitment of NuMA to mitotic centrosomes / COPI-mediated anterograde transport / COPI-dependent Golgi-to-ER retrograde traffic / kinesin complex / microtubule-based movement / neuronal dense core vesicle / cytoskeletal motor activity / vesicle-mediated transport / axon cytoplasm / structural constituent of cytoskeleton / microtubule cytoskeleton organization / microtubule cytoskeleton / mitotic cell cycle / microtubule binding / 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 / microtubule / axon / GTPase activity / dendrite / synapse / GTP binding / perinuclear region of cytoplasm / ATP hydrolysis activity / ATP binding / identical protein binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / : / Kinesin-like KIF1-type / Kinesin protein 1B / Kinesin-like / Kinesin protein / Kinesin-associated / Kinesin-associated / Forkhead associated domain / Forkhead-associated (FHA) domain profile. ...: / : / Kinesin-like KIF1-type / Kinesin protein 1B / Kinesin-like / Kinesin protein / Kinesin-associated / Kinesin-associated / Forkhead associated domain / Forkhead-associated (FHA) domain profile. / FHA domain / Forkhead-associated (FHA) domain / Kinesin motor domain signature. / Kinesin motor domain, conserved site / Kinesin motor domain profile. / Kinesin motor, catalytic domain. ATPase. / Kinesin motor domain / Kinesin motor domain / SMAD/FHA domain superfamily / Kinesin motor domain superfamily / PH domain / Alpha tubulin / Tubulin-beta mRNA autoregulation signal. / Beta tubulin, autoregulation binding site / Beta tubulin / Tubulin / Tubulin, C-terminal / Tubulin C-terminal domain / Tubulin, conserved site / Tubulin subunits alpha, beta, and gamma signature. / Tubulin/FtsZ family, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ-like, C-terminal domain / Tubulin/FtsZ, C-terminal / Tubulin/FtsZ, 2-layer sandwich domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ family, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain / Tubulin/FtsZ, GTPase domain superfamily / PH domain profile. / Pleckstrin homology domain. / Pleckstrin homology domain / PH-like domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
Tubulin beta chain / Kinesin-like protein KIF1A / Tubulin alpha-1B chain
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Sus scrofa (ブタ)
手法らせん対称体再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.1 Å
データ登録者Benoit MPMH / Rao L / Asenjo AB / Gennerich A / Sosa H
資金援助 米国, 6件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM113164 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM098469 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01NS114636 米国
Simons FoundationSF349247 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM103310 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)OD019994 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Cryo-EM unveils kinesin KIF1A's processivity mechanism and the impact of its pathogenic variant P305L.
著者: Matthieu P M H Benoit / Lu Rao / Ana B Asenjo / Arne Gennerich / Hernando Sosa /
要旨: Mutations in the microtubule-associated motor protein KIF1A lead to severe neurological conditions known as KIF1A-associated neurological disorders (KAND). Despite insights into its molecular ...Mutations in the microtubule-associated motor protein KIF1A lead to severe neurological conditions known as KIF1A-associated neurological disorders (KAND). Despite insights into its molecular mechanism, high-resolution structures of KIF1A-microtubule complexes remain undefined. Here, we present 2.7-3.5 Å resolution structures of dimeric microtubule-bound KIF1A, including the pathogenic P305L mutant, across various nucleotide states. Our structures reveal that KIF1A binds microtubules in one- and two-heads-bound configurations, with both heads exhibiting distinct conformations with tight inter-head connection. Notably, KIF1A's class-specific loop 12 (K-loop) forms electrostatic interactions with the C-terminal tails of both α- and β-tubulin. The P305L mutation does not disrupt these interactions but alters loop-12's conformation, impairing strong microtubule-binding. Structure-function analysis reveals the K-loop and head-head coordination as major determinants of KIF1A's superprocessive motility. Our findings advance the understanding of KIF1A's molecular mechanism and provide a basis for developing structure-guided therapeutics against KAND.
履歴
登録2023年10月31日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年6月12日-
マップ公開2024年6月12日-
更新2024年7月31日-
現状2024年7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_42549.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_42549.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 274.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Primary map, locally refined on the two central asymmetric units
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.)
0.84 Å/pix.
x 416 pix.
= 351.104 Å		0.84 Å/pix.
x 416 pix.
= 351.104 Å		0.84 Å/pix.
x 416 pix.
= 351.104 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: 0.844 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: 0.00789
最小 - 最大0.0 - 0.071076855
平均 (標準偏差)0.00042257312 (±0.002158091)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ416416416
Spacing416416416
セルA=B=C: 351.104 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_42549_msk_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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マスク #2

ファイルemd_42549_msk_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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マスク #3

ファイルemd_42549_msk_3.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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マスク #4

ファイルemd_42549_msk_4.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: Map low pass filtered to 6 A

ファイルemd_42549_additional_1.map
注釈Map low pass filtered to 6 A
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: Map low pass filtered to 8 A

ファイルemd_42549_additional_2.map
注釈Map low pass filtered to 8 A
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: Half map from the gold Standard refinement

ファイルemd_42549_half_map_1.map
注釈Half map from the gold Standard refinement
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: Half map from the gold Standard refinement

ファイルemd_42549_half_map_2.map
注釈Half map from the gold Standard refinement
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 : KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in comp...

全体名称: KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a 15R microtubule
要素
  • 複合体: KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a 15R microtubule
    • タンパク質・ペプチド: Kinesin-like protein KIF1A
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin alpha-1B chain
    • タンパク質・ペプチド: Tubulin beta-2B chain
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
  • リガンド: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE
  • リガンド: TAXOL

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超分子 #1: KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in comp...

超分子名称: KIF1A[1-393] P305L mutant - AMP-PNP two-heads-bound state in complex with a 15R microtubule
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3

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分子 #1: Kinesin-like protein KIF1A

分子名称: Kinesin-like protein KIF1A / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1
詳細: "linker" residues are comprised of a leucine zipper from S. cerevisiae GCN4, which is followed by the C-terminal strep-tag
コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 49.30448 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAGASVKVAV RVRPFNSREM SRDSKCIIQM SGSTTTIVNP KQPKETPKSF SFDYSYWSHT SPEDINYASQ KQVYRDIGEE MLQHAFEGY NVCIFAYGQT GAGKSYTMMG KQEKDQQGII PQLCEDLFSR INDTTNDNMS YSVEVSYMEI YCERVRDLLN P KNKGNLRV ...文字列:
MAGASVKVAV RVRPFNSREM SRDSKCIIQM SGSTTTIVNP KQPKETPKSF SFDYSYWSHT SPEDINYASQ KQVYRDIGEE MLQHAFEGY NVCIFAYGQT GAGKSYTMMG KQEKDQQGII PQLCEDLFSR INDTTNDNMS YSVEVSYMEI YCERVRDLLN P KNKGNLRV REHPLLGPYV EDLSKLAVTS YNDIQDLMDS GNKARTVAAT NMNETSSRSH AVFNIIFTQK RHDAETNITT EK VSKISLV DLAGSERADS TGAKGTRLKE GANINKSLTT LGKVISALAE MDSGPNKNKK KKKTDFILYR DSVLTWLLRE NLG GNSRTA MVAALSPADI NYDETLSTLR YADRAKQIRC NAVINEDPNN KLIRELKDEV TRLRDLLYAQ GLGDITDGAG VKQL EDKVE ELASKNYHLE NEVARLKKLV EFTSAWSHPQ FEK

UniProtKB: Kinesin-like protein KIF1A

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分子 #2: Tubulin alpha-1B chain

分子名称: Tubulin alpha-1B chain / 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: Sus scrofa (ブタ)
分子量理論値: 50.204445 KDa
配列文字列: MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFLVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE ...文字列:
MRECISIHVG QAGVQIGNAC WELYCLEHGI QPDGQMPSDK TIGGGDDSFN TFFSETGAGK HVPRAVFVDL EPTVIDEVRT GTYRQLFHP EQLITGKEDA ANNYARGHYT IGKEIIDLVL DRIRKLADQC TGLQGFLVFH SFGGGTGSGF TSLLMERLSV D YGKKSKLE FSIYPAPQVS TAVVEPYNSI LTTHTTLEHS DCAFMVDNEA IYDICRRNLD IERPTYTNLN RLISQIVSSI TA SLRFDGA LNVDLTEFQT NLVPYPRIHF PLATYAPVIS AEKAYHEQLS VAEITNACFE PANQMVKCDP RHGKYMACCL LYR GDVVPK DVNAAIATIK TKRSIQFVDW CPTGFKVGIN YQPPTVVPGG DLAKVQRAVC MLSNTTAIAE AWARLDHKFD LMYA KRAFV HWYVGEGMEE GEFSEAREDM AALEKDYEEV GVDSVEGEGE EEGEEY

UniProtKB: Tubulin alpha-1B chain

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分子 #3: Tubulin beta-2B chain

分子名称: Tubulin beta-2B chain / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Sus scrofa (ブタ)
分子量理論値: 49.999887 KDa
配列文字列: MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGSYHGDS DLQLERINVY YNEATGNKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGP FGQIFRPDN FVFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKESESCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKIREEY P DRIMNTFS ...文字列:
MREIVHIQAG QCGNQIGAKF WEVISDEHGI DPTGSYHGDS DLQLERINVY YNEATGNKYV PRAILVDLEP GTMDSVRSGP FGQIFRPDN FVFGQSGAGN NWAKGHYTEG AELVDSVLDV VRKESESCDC LQGFQLTHSL GGGTGSGMGT LLISKIREEY P DRIMNTFS VMPSPKVSDT VVEPYNATLS VHQLVENTDE TYCIDNEALY DICFRTLKLT TPTYGDLNHL VSATMSGVTT CL RFPGQLN ADLRKLAVNM VPFPRLHFFM PGFAPLTSRG SQQYRALTVP ELTQQMFDSK NMMAACDPRH GRYLTVAAIF RGR MSMKEV DEQMLNVQNK NSSYFVEWIP NNVKTAVCDI PPRGLKMSAT FIGNSTAIQE LFKRISEQFT AMFRRKAFLH WYTG EGMDE MEFTEAESNM NDLVSEYQQY QDATADEQGE FEEEEGEDEA

UniProtKB: Tubulin beta chain

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分子 #4: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER

分子名称: PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: ANP
分子量理論値: 506.196 Da
Chemical component information

ChemComp-ANP:
PHOSPHOAMINOPHOSPHONIC ACID-ADENYLATE ESTER / AMP-PNP / AMP-PNP, エネルギー貯蔵分子類似体*YM

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分子 #6: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 3 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

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

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分子 #7: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-DIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 7 / 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 / GDP, エネルギー貯蔵分子*YM

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分子 #8: TAXOL

分子名称: TAXOL / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 2 / 式: TA1
分子量理論値: 853.906 Da
Chemical component information

ChemComp-TA1:
TAXOL / パクリタキセル / 薬剤, 化学療法薬*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
解析らせん対称体再構成法
試料の集合状態filament

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試料調製

緩衝液pH: 6.8
構成要素:
濃度名称
80.0 mMK-PIPES
20.0 uMPaclitaxel
5.0 mMMagnesium chloride
1.0 mMEGTA
4.0 mMAMPPNP
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: 49.36 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）: 2.21 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.81 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

最終 再構成想定した対称性 - らせんパラメータ - Δz: 5.64 Å
想定した対称性 - らせんパラメータ - ΔΦ: 168.09 °
想定した対称性 - らせんパラメータ - 軸対称性: C1 (非対称)
解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF
詳細: Number of asymmetric units used is reported in "number of segments used", due to the local processing strategy employed.
使用した粒子像数: 110600
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6wwl

最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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