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- EMDB-51547: Cryo-EM structure of mouse PMCA-NPTN complex captured in E2-Pi st... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-51547
タイトルCryo-EM structure of mouse PMCA-NPTN complex captured in E2-Pi state (ALF4)
マップデータ
試料
  • 複合体: PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4)
    • タンパク質・ペプチド: Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2
    • タンパク質・ペプチド: Neuroplastin
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water
キーワードCalcium pump / Ptype-Atpase / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


trans-synaptic signaling by trans-synaptic complex, modulating synaptic transmission / regulation of receptor localization to synapse / P-type calcium transporter activity involved in regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / cerebellar Purkinje cell layer morphogenesis / otolith mineralization / type 1 fibroblast growth factor receptor binding / inner ear receptor cell differentiation / Reduction of cytosolic Ca++ levels / cGMP metabolic process / Ion transport by P-type ATPases ...trans-synaptic signaling by trans-synaptic complex, modulating synaptic transmission / regulation of receptor localization to synapse / P-type calcium transporter activity involved in regulation of postsynaptic cytosolic calcium ion concentration / cerebellar Purkinje cell layer morphogenesis / otolith mineralization / type 1 fibroblast growth factor receptor binding / inner ear receptor cell differentiation / Reduction of cytosolic Ca++ levels / cGMP metabolic process / Ion transport by P-type ATPases / cerebellar granule cell differentiation / cerebellar Purkinje cell differentiation / calcium-dependent ATPase activity / excitatory synapse assembly / dendrite self-avoidance / photoreceptor ribbon synapse / positive regulation of fibroblast growth factor receptor signaling pathway / positive regulation of long-term neuronal synaptic plasticity / cell-cell adhesion mediator activity / P-type Ca2+ transporter / P-type calcium transporter activity / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / inhibitory synapse / Ion homeostasis / serotonin metabolic process / positive regulation of calcium ion transport / auditory receptor cell stereocilium organization / locomotion / dendritic spine membrane / negative regulation of cytokine production / inner ear morphogenesis / neuromuscular process controlling balance / regulation of cell size / neuronal cell body membrane / homophilic cell-cell adhesion / inner ear development / parallel fiber to Purkinje cell synapse / immunological synapse / cochlea development / glutamate receptor binding / regulation of cytosolic calcium ion concentration / positive regulation of protein localization / lactation / presynaptic active zone membrane / cell adhesion molecule binding / cerebellum development / axon guidance / positive regulation of long-term synaptic potentiation / synaptic membrane / PDZ domain binding / locomotory behavior / sensory perception of sound / positive regulation of neuron projection development / positive regulation of protein phosphorylation / regulation of synaptic plasticity / visual learning / synapse organization / postsynaptic density membrane / modulation of chemical synaptic transmission / GABA-ergic synapse / Schaffer collateral - CA1 synapse / cell morphogenesis / neuron differentiation / intracellular calcium ion homeostasis / calcium ion transport / long-term synaptic potentiation / positive regulation of cytosolic calcium ion concentration / presynaptic membrane / basolateral plasma membrane / transmembrane transporter binding / calmodulin binding / postsynaptic membrane / positive regulation of ERK1 and ERK2 cascade / apical plasma membrane / cilium / axon / neuronal cell body / calcium ion binding / dendrite / glutamatergic synapse / cell surface / endoplasmic reticulum / ATP hydrolysis activity / ATP binding / plasma membrane / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Plasma membrane calcium transporting P-type ATPase, C-terminal / Plasma membrane calcium transporter ATPase C terminal / P-type ATPase, subfamily IIB / haloacid dehalogenase-like hydrolase / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / P-type ATPase, cytoplasmic domain N ...Plasma membrane calcium transporting P-type ATPase, C-terminal / Plasma membrane calcium transporter ATPase C terminal / P-type ATPase, subfamily IIB / haloacid dehalogenase-like hydrolase / Cation-transporting P-type ATPase, C-terminal / Cation transporting ATPase, C-terminus / Cation transporter/ATPase, N-terminus / Cation-transporting P-type ATPase, N-terminal / Cation transporter/ATPase, N-terminus / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / : / P-type ATPase actuator domain / P-type ATPase, haloacid dehalogenase domain / P-type ATPase, phosphorylation site / P-type ATPase, cytoplasmic domain N / E1-E2 ATPases phosphorylation site. / P-type ATPase, A domain superfamily / P-type ATPase / Immunoglobulin domain / P-type ATPase, transmembrane domain superfamily / Immunoglobulin I-set / Immunoglobulin I-set domain / HAD superfamily / HAD-like superfamily / Immunoglobulin subtype 2 / Immunoglobulin C-2 Type / Immunoglobulin subtype / Immunoglobulin / Ig-like domain profile. / Immunoglobulin-like domain / Immunoglobulin-like domain superfamily / Immunoglobulin-like fold
類似検索 - ドメイン・相同性
Neuroplastin / Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2
類似検索 - 構成要素
生物種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: 2.83 Å
データ登録者Vinayagam D / Raunser S / Sistel O / Schulte U / Constantin CE / Prumbaum D / Zolles G / Fakler B
資金援助 ドイツ, 2件
OrganizationGrant number国
Max Planck Society ドイツ
German Research Foundation (DFG)TRR 152/3, number 239283807 project P02 ドイツ
引用ジャーナル: Nature / 年: 2025
タイトル: Molecular mechanism of ultrafast transport by plasma membrane Ca-ATPases.
著者: Deivanayagabarathy Vinayagam / Oleg Sitsel / Uwe Schulte / Cristina E Constantin / Wout Oosterheert / Daniel Prumbaum / Gerd Zolles / Bernd Fakler / Stefan Raunser /
要旨: Tight control of intracellular Ca levels is fundamental as they are used to control numerous signal transduction pathways. Plasma membrane Ca-ATPases (PMCAs) have a crucial role in this process by ...Tight control of intracellular Ca levels is fundamental as they are used to control numerous signal transduction pathways. Plasma membrane Ca-ATPases (PMCAs) have a crucial role in this process by extruding Ca against a steep concentration gradient from the cytosol to the extracellular space. Although new details of PMCA biology are constantly being uncovered, the structural basis of the most distinguishing features of these pumps, namely, transport rates in the kilohertz range and regulation of activity by the plasma membrane phospholipid PtdIns(4,5)P, has so far remained elusive. Here we present the structures of mouse PMCA2 in the presence and absence of its accessory subunit neuroplastin in eight different stages of its transport cycle. Combined with whole-cell recordings that accurately track PMCA-mediated Ca extrusion in intact cells, these structures enable us to establish the first comprehensive transport model for a PMCA, reveal the role of disease-causing mutations and uncover the structural underpinnings of regulatory PMCA-phospholipid interaction. The transport cycle-dependent dynamics of PtdIns(4,5)P are fundamental for its role as a 'latch' promoting the fast release of Ca and opening a passageway for counter-ions. These actions are required for maintaining the ultra-fast transport cycle. Moreover, we identify the PtdIns(4,5)P-binding site as an unanticipated target for drug-mediated manipulation of intracellular Ca levels. Our work provides detailed structural insights into the uniquely fast operation of native PMCA-type Ca pumps and its control by membrane lipids and drugs.
履歴
登録2024年9月15日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年8月6日-
マップ公開2025年8月6日-
更新2025年10月15日-
現状2025年10月15日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_51547.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_51547.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 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.)
0.91 Å/pix.
x 300 pix.
= 273. Å		0.91 Å/pix.
x 300 pix.
= 273. Å		0.91 Å/pix.
x 300 pix.
= 273. 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: 0.91 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: 0.66
最小 - 最大-3.970279 - 6.792937
平均 (標準偏差)0.0016958434 (±0.12316732)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 273.0 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_51547_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_51547_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 : PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4)

全体名称: PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4)
要素
  • 複合体: PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4)
    • タンパク質・ペプチド: Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2
    • タンパク質・ペプチド: Neuroplastin
  • リガンド: TETRAFLUOROALUMINATE ION
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
  • リガンド: water

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超分子 #1: PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4)

超分子名称: PMCA-NPTN complex captured in E2.Pi state (ALF4) / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
詳細: prepared as separate cDNAs for transient (co)transfection of tsA201 nptn/basi double KO cells
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 180 KDa

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分子 #1: Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2

分子名称: Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: P-type Ca2+ transporter
由来(天然)生物種: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 134.647141 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MGDMTNSDFY SKNQRNESSH GGEFGCTMEE LRSLMELRGT EAVVKIKETY GDTEAICRRL KTSPVEGLPG TAPDLEKRKQ IFGQNFIPP KKPKTFLQLV WEALQDVTLI ILEIAAIISL GLSFYHPPGE SNEGCATAQG GAEDEGEAEA GWIEGAAILL S VICVVLVT ...文字列:
MGDMTNSDFY SKNQRNESSH GGEFGCTMEE LRSLMELRGT EAVVKIKETY GDTEAICRRL KTSPVEGLPG TAPDLEKRKQ IFGQNFIPP KKPKTFLQLV WEALQDVTLI ILEIAAIISL GLSFYHPPGE SNEGCATAQG GAEDEGEAEA GWIEGAAILL S VICVVLVT AFNDWSKEKQ FRGLQSRIEQ EQKFTVVRAG QVVQIPVAEI VVGDIAQIKY GDLLPADGLF IQGNDLKIDE SS LTGESDQ VRKSVDKDPM LLSGTHVMEG SGRMVVTAVG VNSQTGIIFT LLGAGGEEEE KKDKKAKQQD GAAAMEMQPL KSA EGGDAD DKKKANMHKK EKSVLQGKLT KLAVQIGKAG LVMSAITVII LVLYFTVDTF VVNKKPWLTE CTPVYVQYFV KFFI IGVTV LVVAVPEGLP LAVTISLAYS VKKMMKDNNL VRHLDACETM GNATAICSDK TGTLTTNRMT VVQAYVGDVH YKEIP DPSS INAKTLELLV NAIAINSAYT TKILPPEKEG ALPRQVGNKT ECGLLGFVLD LRQDYEPVRS QMPEEKLYKV YTFNSV RKS MSTVIKMPDE SFRMYSKGAS EIVLKKCCKI LSGAGEARVF RPRDRDEMVK KVIEPMACDG LRTICVAYRD FPSSPEP DW DNENDILNEL TCICVVGIED PVRPEVPEAI RKCQRAGITV RMVTGDNINT ARAIAIKCGI IHPGEDFLCL EGKEFNRR I RNEKGEIEQE RIDKIWPKLR VLARSSPTDK HTLVKGIIDS THTEQRQVVA VTGDGTNDGP ALKKADVGFA MGIAGTDVA KEASDIILTD DNFSSIVKAV MWGRNVYDSI SKFLQFQLTV NVVAVIVAFT GACITQDSPL KAVQMLWVNL IMDTFASLAL ATEPPTETL LLRKPYGRNK PLISRTMMKN ILGHAVYQLT LIFTLLFVGE KMFQIDSGRN APLHSPPSEH YTIIFNTFVM M QLFNEINA RKIHGERNVF DGIFRNPIFC TIVLGTFAIQ IVIVQFGGKP FSCSPLQLDQ WMWCIFIGLG ELVWGQVIAT IP TSRLKFL KEAGRLTQKE EIPEEELNED VEEIDHAERE LRRGQILWFR GLNRIQTQIR VVKAFRSSLY EGLEKPESRT SIH NFMAHP EFRIEDSQPH IPLIDDTDLE EDAALKQNSS PPSSLNKNNS AIDSGINLTT DTSKSATSSS PGSPIHSLET SLEN LYFQG GDYKDDDDK

UniProtKB: Plasma membrane calcium-transporting ATPase 2

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分子 #2: Neuroplastin

分子名称: Neuroplastin / 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: Mus musculus (ハツカネズミ)
分子量理論値: 46.440059 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MSGSSLPGAL ALSLLLVSGS LLPGPGAAQN AGFVKSPMSE TKLTGDAFEL YCDVVGSPTP EIQWWYAEVN RAESFRQLWD GARKRRVTV NTAYGSNGVS VLRITRLTLE DSGTYECRAS NDPKRNDLRQ NPSITWIRAQ ATISVLQKPR IVTSEEVIIR E SLLPVTLQ ...文字列:
MSGSSLPGAL ALSLLLVSGS LLPGPGAAQN AGFVKSPMSE TKLTGDAFEL YCDVVGSPTP EIQWWYAEVN RAESFRQLWD GARKRRVTV NTAYGSNGVS VLRITRLTLE DSGTYECRAS NDPKRNDLRQ NPSITWIRAQ ATISVLQKPR IVTSEEVIIR E SLLPVTLQ CNLTSSSHTL MYSYWTRNGV ELTATRKNAS NMEYRINKPR AEDSGEYHCV YHFVSAPKAN ATIEVKAAPD IT GHKRSEN KNEGQDAMMY CKSVGYPHPE WIWRKKENGV FEEISNSSGR FFITNKENYT ELSIVNLQIT EDPGEYECNA TNS IGSASV STVLRVRSHL APLWPFLGIL AEIIILVVII VVYEKRKRPD EVPDDDEPAG PMKTNSTNNH KDKNLRQRNT NENL YFQGG HHHHHHHH

UniProtKB: Neuroplastin

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分子 #3: TETRAFLUOROALUMINATE ION

分子名称: TETRAFLUOROALUMINATE ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: ALF
分子量理論値: 102.975 Da
Chemical component information

ChemComp-ALF:
TETRAFLUOROALUMINATE ION

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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: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #5: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 6 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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分子 #6: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 10 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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2.4 mg/mL
緩衝液pH: 7.4 / 詳細: Tris 20mM NaCl 150mM
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: CONTINUOUS / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 60 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 277 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細The complex was monodisperse

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
温度最低: 93.0 K / 最高: 113.0 K
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 4611 / 平均露光時間: 3.0 sec. / 平均電子線量: 59.5 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 倍率（補正後）: 105000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.1 µm / 倍率（公称値）: 55000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 4.0) / 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:

6a69

最終 再構成使用したクラス数: 1 / 想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.83 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0) / ソフトウェア - 詳細: non uniform refinement / 使用した粒子像数: 352232
初期 角度割当タイプ: OTHER / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0) / 詳細: SGD Algorithm implemented in cryosparc
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC (ver. 4.0)
最終 3次元分類クラス数: 3 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

6a69


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
精密化空間: REAL / プロトコル: OTHER / 温度因子: 125.1
得られたモデル

PDB-9gsg:
Cryo-EM structure of mouse PMCA-NPTN complex captured in E2-Pi state (ALF4)

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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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