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- EMDB-42587: CryoEM Structure of HCA2 DREADD Gi1 in complex with FCH-2296413 -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-42587
タイトルCryoEM Structure of HCA2 DREADD Gi1 in complex with FCH-2296413
マップデータ
試料
  • 複合体: Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
    • タンパク質・ペプチド: scFv16
    • タンパク質・ペプチド: Hydroxycarboxylic acid receptor 2
    • 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: (3M,4aR,5aR)-3-(1H-tetrazol-5-yl)-4,4a,5,5a-tetrahydro-1H-cyclopropa[4,5]cyclopenta[1,2-c]pyrazole
キーワードGPCR / HCA2 / MK 1903 / MEMBRANE PROTEIN / DREADD
機能・相同性
機能・相同性情報


Hydroxycarboxylic acid-binding receptors / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / nicotinic acid receptor activity / positive regulation of neutrophil apoptotic process / purinergic nucleotide receptor activity / G alpha (i) signalling events / positive regulation of adiponectin secretion / negative regulation of lipid catabolic process / adenylate cyclase inhibitor activity / positive regulation of protein localization to cell cortex ...Hydroxycarboxylic acid-binding receptors / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / nicotinic acid receptor activity / positive regulation of neutrophil apoptotic process / purinergic nucleotide receptor activity / G alpha (i) signalling events / positive regulation of adiponectin secretion / negative regulation of lipid catabolic process / adenylate cyclase inhibitor activity / positive regulation of protein localization to cell cortex / T cell migration / Adenylate cyclase inhibitory pathway / D2 dopamine receptor binding / response to prostaglandin E / adenylate cyclase regulator activity / G protein-coupled serotonin receptor binding / adenylate cyclase-inhibiting serotonin receptor signaling pathway / cellular response to forskolin / regulation of mitotic spindle organization / Regulation of insulin secretion / positive regulation of cholesterol biosynthetic process / negative regulation of insulin secretion / G protein-coupled receptor activity / G protein-coupled receptor binding / response to peptide hormone / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / centriolar satellite / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / 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 / photoreceptor disc membrane / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / GDP binding / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / cellular response to catecholamine stimulus / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / 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 / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / retina development in camera-type eye / G protein activity / GTPase binding / Ca2+ pathway / midbody / fibroblast proliferation / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / cell cortex / G alpha (i) signalling events / G alpha (s) signalling events / phospholipase C-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G alpha (q) 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 / Ras protein signal transduction / Extra-nuclear estrogen signaling / cell population proliferation / ciliary basal body / G protein-coupled receptor signaling pathway / lysosomal membrane / cell division / GTPase activity / apoptotic process / synapse / centrosome / GTP binding / protein-containing complex binding / nucleolus / magnesium ion binding / Golgi apparatus / signal transduction / extracellular exosome / nucleoplasm
類似検索 - 分子機能
: / 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 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 / 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(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 / Hydroxycarboxylic acid receptor 2
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト) / Lama glama (ラマ) / 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: 2.62 Å
データ登録者Krumm BE / Kang HJ / Diberto JF / Kapolka NJ / Gumpper RH / Olsen RHJ / Huang XP / Zhang S / 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)5R01MH112205 米国
引用ジャーナル: Cell / 年: 2024
タイトル: Structure-guided design of a peripherally restricted chemogenetic system.
著者: Hye Jin Kang / Brian E Krumm / Adrien Tassou / Matan Geron / Jeffrey F DiBerto / Nicholas J Kapolka / Ryan H Gumpper / Kensuke Sakamoto / D Dewran Kocak / Reid H J Olsen / Xi-Ping Huang / ...著者: Hye Jin Kang / Brian E Krumm / Adrien Tassou / Matan Geron / Jeffrey F DiBerto / Nicholas J Kapolka / Ryan H Gumpper / Kensuke Sakamoto / D Dewran Kocak / Reid H J Olsen / Xi-Ping Huang / Shicheng Zhang / Karen L Huang / Saheem A Zaidi / MyV T Nguyen / Min Jeong Jo / Vsevolod Katritch / Jonathan F Fay / Grégory Scherrer / Bryan L Roth /
要旨: Designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) are chemogenetic tools for remotely controlling cellular signaling, neural activity, behavior, and physiology. Using a structure- ...Designer receptors exclusively activated by designer drugs (DREADDs) are chemogenetic tools for remotely controlling cellular signaling, neural activity, behavior, and physiology. Using a structure-guided approach, we provide a peripherally restricted Gi-DREADD, hydroxycarboxylic acid receptor DREADD (HCAD), whose native receptor is minimally expressed in the brain, and a chemical actuator that does not cross the blood-brain barrier (BBB). This was accomplished by combined mutagenesis, analoging via an ultra-large make-on-demand library, structural determination of the designed DREADD receptor via cryoelectron microscopy (cryo-EM), and validation of HCAD function. Expression and activation of HCAD in dorsal root ganglion (DRG) neurons inhibit action potential (AP) firing and reduce both acute and tissue-injury-induced inflammatory pain. The HCAD chemogenetic system expands the possibilities for studying numerous peripheral systems with little adverse effects on the central nervous system (CNS). The structure-guided approach used to generate HCAD also has the potential to accelerate the development of emerging chemogenetic tools for basic and translational sciences.
履歴
登録2023年11月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年2月26日-
マップ公開2025年2月26日-
更新2025年5月21日-
現状2025年5月21日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

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_42587.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.88 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.5
最小 - 最大-3.667375 - 5.8280816
平均 (標準偏差)-0.005580324 (±0.144656)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 225.27998 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 : Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413

全体名称: Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413
要素
  • 複合体: Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413
    • タンパク質・ペプチド: Guanine nucleotide-binding protein G(i) subunit alpha-1
    • タンパク質・ペプチド: scFv16
    • タンパク質・ペプチド: Hydroxycarboxylic acid receptor 2
    • 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: (3M,4aR,5aR)-3-(1H-tetrazol-5-yl)-4,4a,5,5a-tetrahydro-1H-cyclopropa[4,5]cyclopenta[1,2-c]pyrazole

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超分子 #1: Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413

超分子名称: Mouse HCAD-Gai1 in complex with FCH-2296413 / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: 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: 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: 40.445059 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
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 FDVGAQRSER KKWIHCFEGV TAIIFCVALS DYDLVLAEDE EM NRMHESM KLFDSICNNK WFTDTSIILF LNKKDLFEEK IKKSPLTICY PEYAGSNTYE EAAAYIQCQF EDLNKRKDTK EIY THFTCS TDTKNVQFVF DAVTDVIIKN NLKDCGLF

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

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分子 #2: scFv16

分子名称: scFv16 / 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: Lama glama (ラマ)
分子量理論値: 28.668922 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS ...文字列:
DVQLVESGGG LVQPGGSRKL SCSASGFAFS SFGMHWVRQA PEKGLEWVAY ISSGSGTIYY ADTVKGRFTI SRDDPKNTLF LQMTSLRSE DTAMYYCVRS IYYYGSSPFD FWGQGTTLTV SSGGGGSGGG GSGGGGSDIV MTQATSSVPV TPGESVSISC R SSKSLLHS NGNTYLYWFL QRPGQSPQLL IYRMSNLASG VPDRFSGSGS GTAFTLTISR LEAEDVGVYY CMQHLEYPLT FG AGTKLEL KAAALEVLFQ GPHHHHHHHH

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分子 #3: Hydroxycarboxylic acid receptor 2

分子名称: Hydroxycarboxylic acid receptor 2 / 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: 41.688 KDa
組換発現生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
配列文字列: GGTTMSKSDH FLVINGKNCC VFRDENIAKV LPPVLGLEFV FGLLGNGLAL WIFCFHLKSW KSSRIFLFNL AVADFLLIIC LPFLTDNYV HNWDWRFGGI PCRVMLFMLA MNKQGSIIFL TVVAVARYFR VVHPHHFLNK ISNRTAAIIS CFLWGLTIGL T VHLLYTNM ...文字列:
GGTTMSKSDH FLVINGKNCC VFRDENIAKV LPPVLGLEFV FGLLGNGLAL WIFCFHLKSW KSSRIFLFNL AVADFLLIIC LPFLTDNYV HNWDWRFGGI PCRVMLFMLA MNKQGSIIFL TVVAVARYFR VVHPHHFLNK ISNRTAAIIS CFLWGLTIGL T VHLLYTNM MTKNGEAYLC SSFSICYNFR WHDAMFLLEF FLPLAIILFC SGRIIWSLRQ RQMDRHAKIK RAINFIMVVA IV FIICFLP SVAVRIRIFW LLYKYNVRNC DIYSSVDLAF FTTLSFTYMN SMLDPVVYYF SSPSFPNFFS TCINRCLRKK TLG EPDNNR STSVELTGDP STTRSIPGAL MADPSEPGSP PYLASTSR

UniProtKB: Hydroxycarboxylic acid receptor 2

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分子 #4: 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: 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: 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 #5: 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: 5 / 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 #6: (3M,4aR,5aR)-3-(1H-tetrazol-5-yl)-4,4a,5,5a-tetrahydro-1H-cyclopr...

分子名称: (3M,4aR,5aR)-3-(1H-tetrazol-5-yl)-4,4a,5,5a-tetrahydro-1H-cyclopropa[4,5]cyclopenta[1,2-c]pyrazole
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: XI9
分子量理論値: 188.189 Da

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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: 47.0 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）: 1.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.3 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:

7xk2

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.62 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 250119
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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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-8uuj:
CryoEM Structure of HCA2 DREADD Gi1 in complex with FCH-2296413

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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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