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- EMDB-44199: Biased agonist bound CB1-Gi structure -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-44199
タイトルBiased agonist bound CB1-Gi structure
マップデータ
試料
  • 複合体: CB1-Gi complex
    • 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: 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: Cannabinoid receptor 1
    • タンパク質・ペプチド: scFv16
  • リガンド: methyl N-{6-(4-carbamimidamidobutoxy)-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-1H-indazole-3-carbonyl}-3-methyl-L-valinate
キーワードG Protein-coupled receptor (GPCR) / G protein / Gi / biased ligand / SIGNALING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


cannabinoid signaling pathway / regulation of penile erection / negative regulation of dopamine secretion / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / negative regulation of mast cell activation / negative regulation of fatty acid beta-oxidation / negative regulation of serotonin secretion / positive regulation of acute inflammatory response to antigenic stimulus / regulation of feeding behavior ...cannabinoid signaling pathway / regulation of penile erection / negative regulation of dopamine secretion / retrograde trans-synaptic signaling by endocannabinoid / cannabinoid receptor activity / negative regulation of mast cell activation / negative regulation of fatty acid beta-oxidation / negative regulation of serotonin secretion / positive regulation of acute inflammatory response to antigenic stimulus / regulation of feeding behavior / regulation of presynaptic cytosolic calcium ion concentration / negative regulation of action potential / positive regulation of blood pressure / positive regulation of fever generation / Class A/1 (Rhodopsin-like receptors) / axonal fasciculation / regulation of metabolic process / regulation of synaptic transmission, GABAergic / G protein-coupled receptor signaling pathway, coupled to cyclic nucleotide second messenger / maternal process involved in female pregnancy / positive regulation of protein localization to cell cortex / Adenylate cyclase inhibitory pathway / T cell migration / regulation of synaptic transmission, glutamatergic / 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 / negative regulation of blood pressure / response to nutrient / cellular response to forskolin / regulation of insulin secretion / regulation of mitotic spindle organization / GABA-ergic synapse / Regulation of insulin secretion / response to nicotine / response to cocaine / 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 / positive regulation of neuron projection development / adenylate cyclase-modulating G protein-coupled receptor signaling pathway / memory / response to peptide hormone / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / 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 / adenylate cyclase-activating G protein-coupled 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 / glucose homeostasis / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / actin cytoskeleton / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / presynaptic membrane / G protein activity / growth cone / GTPase binding / Ca2+ pathway / retina development in camera-type eye / midbody / cell cortex / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / fibroblast proliferation
類似検索 - 分子機能
Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid 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 ...Cannabinoid receptor type 1 / Cannabinoid 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 / 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
Cannabinoid receptor 1 / 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: 2.86 Å
データ登録者Rangari VA / O'Brien ES / Kobilka BK / Krishna Kumar K / Majumdar S
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number
National Institutes of Health/National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NIH/NINDS)R34NS126036 米国
引用ジャーナル: Nature / : 2025
タイトル: A cryptic pocket in CB1 drives peripheral and functional selectivity.
著者: Vipin Ashok Rangari / Evan S O'Brien / Alexander S Powers / Richard A Slivicki / Zachariah Bertels / Kevin Appourchaux / Deniz Aydin / Nokomis Ramos-Gonzalez / Juliet Mwirigi / Li Lin / ...著者: Vipin Ashok Rangari / Evan S O'Brien / Alexander S Powers / Richard A Slivicki / Zachariah Bertels / Kevin Appourchaux / Deniz Aydin / Nokomis Ramos-Gonzalez / Juliet Mwirigi / Li Lin / Elizaveta Mangutov / Briana L Sobecks / Yaseen Awad-Agbaria / Manoj B Uphade / Jhoan Aguilar / Teja Nikhil Peddada / Yuki Shiimura / Xi-Ping Huang / Jakayla Folarin-Hines / Maria Payne / Anirudh Kalathil / Balazs R Varga / Brian K Kobilka / Amynah A Pradhan / Michael D Cameron / Kaavya Krishna Kumar / Ron O Dror / Robert W Gereau / Susruta Majumdar /
要旨: The current opioid overdose epidemic highlights the urgent need to develop safer and more effective treatments for chronic pain. Cannabinoid receptor type 1 (CB1) is a promising non-opioid target for ...The current opioid overdose epidemic highlights the urgent need to develop safer and more effective treatments for chronic pain. Cannabinoid receptor type 1 (CB1) is a promising non-opioid target for pain relief, but its clinical use has been limited by centrally mediated psychoactivity and tolerance. We overcame both issues by designing peripherally restricted CB1 agonists that minimize arrestin recruitment. We achieved these goals by computationally designing positively charged derivatives of the potent CB1 agonist MDMB-Fubinaca. We designed these ligands to occupy a cryptic pocket identified through molecular dynamics simulations-an extended binding pocket that opens rarely and leads to the conserved signalling residue D (ref. ). We used structure determination, pharmacological assays and molecular dynamics simulations to verify the binding modes of these ligands and to determine the molecular mechanism by which they achieve this dampening of arrestin recruitment. Our lead ligand, VIP36, is highly peripherally restricted and demonstrates notable efficacy in three mouse pain models, with 100-fold dose separation between analgesic efficacy and centrally mediated side effects. VIP36 exerts analgesic efficacy through peripheral CB1 receptors and shows limited analgesic tolerance. These results show how targeting a cryptic pocket in a G-protein-coupled receptor can lead to enhanced peripheral selectivity, biased signalling, desired in vivo pharmacology and reduced adverse effects. This has substantial implications for chronic pain treatment but could also revolutionize the design of drugs targeting other G-protein-coupled receptors.
履歴
登録2024年3月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年3月5日-
マップ公開2025年3月5日-
更新2025年4月16日-
現状2025年4月16日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

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_44199.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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
Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.88 Å/pix.
x 320 pix.
= 280.64 Å
0.88 Å/pix.
x 320 pix.
= 280.64 Å
0.88 Å/pix.
x 320 pix.
= 280.64 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: 0.877 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.0122
最小 - 最大-0.11721961 - 0.18181176
平均 (標準偏差)0.000016700022 (±0.0028555768)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 280.63998 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_44199_half_map_1.map
投影像・断面図
ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_44199_half_map_2.map
投影像・断面図
ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

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試料の構成要素

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全体 : CB1-Gi complex

全体名称: CB1-Gi complex
要素
  • 複合体: CB1-Gi complex
    • 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: 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: Cannabinoid receptor 1
    • タンパク質・ペプチド: scFv16
  • リガンド: methyl N-{6-(4-carbamimidamidobutoxy)-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-1H-indazole-3-carbonyl}-3-methyl-L-valinate

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超分子 #1: CB1-Gi complex

超分子名称: CB1-Gi complex / 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: 40.415031 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 #2: 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: 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: 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:
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UniProtKB: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1

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分子 #3: 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: 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: 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 #4: Cannabinoid receptor 1

分子名称: Cannabinoid receptor 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: 55.678535 KDa
組換発現生物種: Spodoptera aff. frugiperda 1 BOLD-2017 (蝶・蛾)
配列文字列: DYKDDDDAMK SILDGLADTT FRTITTDLLY VGSNDIQYED IKGDMASKLG YFPQKFPLTS FRGSPFQEKM TAGDNPQLVP ADQVNITEF YNKSLSENLY FQGSFKENEE NIQCGENFMD IECFMVLNPS QQLAIAVLSL TLGTFTVLEN LLVLCVILHS R SLRCRPSY ...文字列:
DYKDDDDAMK SILDGLADTT FRTITTDLLY VGSNDIQYED IKGDMASKLG YFPQKFPLTS FRGSPFQEKM TAGDNPQLVP ADQVNITEF YNKSLSENLY FQGSFKENEE NIQCGENFMD IECFMVLNPS QQLAIAVLSL TLGTFTVLEN LLVLCVILHS R SLRCRPSY HFIGSLAVAD LLGSVIFVYS FIDFHVFHRK DSRNVFLFKL GGVTASFTAS VGSLFLTAID RYISIHRPLA YK RIVTRPK AVVAFCLMWT IAIVIAVLPL LGWNCEKLQS VCSDIFPHID ETYLMFWIGV TSVLLLFIVY AYMYILWKAH SHA VRMIQR GTQKSIIIHT SEDGKVQVTR PDQARMDIRL AKTLVLILVV LIICWGPLLA IMVYDVFGKM NKLIKTVFAF CSML CLLNS TVNPIIYALR SKDLRHAFRS MFPSCEGTAQ PLDNSMGDSD CLHKHANNAA SVHRAAESCI KSTVKIAKVT MSVST DTSA EALGSHHHHH H

UniProtKB: Cannabinoid receptor 1

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分子 #5: scFv16

分子名称: scFv16 / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 27.784896 KDa
組換発現生物種: Trichoplusia ni (イラクサキンウワバ)
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 KAAAHHHHHH HH

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分子 #6: methyl N-{6-(4-carbamimidamidobutoxy)-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-...

分子名称: methyl N-{6-(4-carbamimidamidobutoxy)-1-[(4-fluorophenyl)methyl]-1H-indazole-3-carbonyl}-3-methyl-L-valinate
タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / : A1AIW
分子量理論値: 526.603 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

緩衝液pH: 7.5
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: 58.0 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: DARK 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:
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.86 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 295299
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL
得られたモデル

PDB-9b54:
Biased agonist bound CB1-Gi structure

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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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