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万見
- EMDB-63935: structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-63935
タイトルstructure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CALCIUM ION
キーワードIon channels / MEMBRANE PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior ...vestibular nucleus development / negative regulation of protein targeting to membrane / secretory granule organization / gastrin-induced gastric acid secretion / corticosterone secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in atrial cardiac muscle cell action potential repolarization / basolateral part of cell / lumenal side of membrane / negative regulation of voltage-gated potassium channel activity / rhythmic behavior / stomach development / regulation of gastric acid secretion / voltage-gated potassium channel activity involved in cardiac muscle cell action potential repolarization / iodide transport / Phase 3 - rapid repolarisation / regulation of potassium ion transport / membrane repolarization during action potential / membrane repolarization during atrial cardiac muscle cell action potential / telethonin binding / Phase 2 - plateau phase / regulation of atrial cardiac muscle cell membrane repolarization / intracellular chloride ion homeostasis / membrane repolarization during ventricular cardiac muscle cell action potential / negative regulation of delayed rectifier potassium channel activity / membrane repolarization during cardiac muscle cell action potential / potassium ion export across plasma membrane / renal sodium ion absorption / voltage-gated potassium channel activity involved in ventricular cardiac muscle cell action potential repolarization / atrial cardiac muscle cell action potential / regulation of membrane repolarization / auditory receptor cell development / protein phosphatase 1 binding / membrane repolarization / detection of mechanical stimulus involved in sensory perception of sound / delayed rectifier potassium channel activity / ventricular cardiac muscle cell action potential / potassium ion homeostasis / regulation of ventricular cardiac muscle cell membrane repolarization / Voltage gated Potassium channels / positive regulation of potassium ion transmembrane transport / cardiac muscle cell action potential involved in contraction / non-motile cilium assembly / cardiac muscle cell contraction / outward rectifier potassium channel activity / regulation of potassium ion transmembrane transport / epithelial cell maturation / intestinal absorption / CaM pathway / Cam-PDE 1 activation / Sodium/Calcium exchangers / Calmodulin induced events / Reduction of cytosolic Ca++ levels / inner ear morphogenesis / Activation of Ca-permeable Kainate Receptor / CREB1 phosphorylation through the activation of CaMKII/CaMKK/CaMKIV cascasde / Loss of phosphorylation of MECP2 at T308 / CREB1 phosphorylation through the activation of Adenylate Cyclase / negative regulation of high voltage-gated calcium channel activity / PKA activation / CaMK IV-mediated phosphorylation of CREB / adrenergic receptor signaling pathway / Glycogen breakdown (glycogenolysis) / CLEC7A (Dectin-1) induces NFAT activation / Activation of RAC1 downstream of NMDARs / negative regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / organelle localization by membrane tethering / mitochondrion-endoplasmic reticulum membrane tethering / autophagosome membrane docking / renal absorption / negative regulation of calcium ion export across plasma membrane / regulation of cardiac muscle cell action potential / ciliary base / presynaptic endocytosis / protein kinase A catalytic subunit binding / protein kinase A regulatory subunit binding / regulation of heart contraction / Synthesis of IP3 and IP4 in the cytosol / regulation of cell communication by electrical coupling involved in cardiac conduction / potassium ion import across plasma membrane / Phase 0 - rapid depolarisation / calcineurin-mediated signaling / Negative regulation of NMDA receptor-mediated neuronal transmission / inner ear development / Unblocking of NMDA receptors, glutamate binding and activation / regulation of heart rate by cardiac conduction / RHO GTPases activate PAKs / Ion transport by P-type ATPases / Uptake and function of anthrax toxins / action potential / regulation of ryanodine-sensitive calcium-release channel activity / Long-term potentiation / protein phosphatase activator activity / cochlea development / Calcineurin activates NFAT / voltage-gated potassium channel activity / Regulation of MECP2 expression and activity / monoatomic ion channel complex / social behavior / DARPP-32 events / Smooth Muscle Contraction
類似検索 - 分子機能
Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair ...Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium channel, voltage-dependent, beta subunit, KCNE / Slow voltage-gated potassium channel / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ1 / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ / Potassium channel, voltage dependent, KCNQ, C-terminal / KCNQ voltage-gated potassium channel / Voltage-dependent channel domain superfamily / : / EF-hand domain pair / EF-hand, calcium binding motif / EF-Hand 1, calcium-binding site / EF-hand calcium-binding domain. / EF-hand calcium-binding domain profile. / EF-hand domain / Ion transport domain / Ion transport protein / EF-hand domain pair
類似検索 - ドメイン・相同性
Calmodulin-1 / Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1 / Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
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: 2.9 Å
データ登録者Hou PP / Zhang J / Wan SY / Cheng XY / Zhong L / Hu B
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Cell Res / 年: 2025
タイトル: Secondary structure transitions and dual PIP2 binding define cardiac KCNQ1-KCNE1 channel gating.
著者: Ling Zhong / Xiaoqing Lin / Xinyu Cheng / Shuangyan Wan / Yaoguang Hua / Weiwei Nan / Bin Hu / Xiangjun Peng / Zihan Zhou / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang / Frank Noé / Zhenzhen Yan / Dexiang ...著者: Ling Zhong / Xiaoqing Lin / Xinyu Cheng / Shuangyan Wan / Yaoguang Hua / Weiwei Nan / Bin Hu / Xiangjun Peng / Zihan Zhou / Qiansen Zhang / Huaiyu Yang / Frank Noé / Zhenzhen Yan / Dexiang Jiang / Hangyu Zhang / Fengjiao Liu / Chenxin Xiao / Zhuo Zhou / Yimin Mou / Haijie Yu / Lijuan Ma / Chen Huang / Vincent Kam Wai Wong / Sookja Kim Chung / Bing Shen / Zhi-Hong Jiang / Erwin Neher / Wandi Zhu / Jin Zhang / Panpan Hou /
要旨: The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT ...The KCNQ1 + KCNE1 potassium channel complex produces the slow delayed rectifier current (I) critical for cardiac repolarization. Loss-of-function mutations in KCNQ1 and KCNE1 cause long QT syndrome (LQTS) types 1 and 5 (LQT1/LQT5), accounting for over one-third of clinical LQTS cases. Despite prior structural work on KCNQ1 and KCNQ1 + KCNE3, the structural basis of KCNQ1 + KCNE1 remains unresolved. Using cryo-electron microscopy and electrophysiology, we determined high-resolution (2.5-3.4 Å) structures of human KCNQ1, and KCNQ1 + KCNE1 in both closed and open states. KCNE1 occupies a pivotal position at the interface of three KCNQ1 subunits, inducing six helix-to-loop transitions in KCNQ1 transmembrane segments. Three of them occur at both ends of the S4-S5 linker, maintaining a loop conformation during I gating, while the other three, in S6 and helix A, undergo dynamic helix-loop transitions during I gating. These structural rearrangements: (1) stabilize the closed pore and the conformation of the intermediate state voltage-sensing domain, thereby determining channel gating, ion permeation, and single-channel conductance; (2) enable a dual-PIP2 modulation mechanism, where one PIP2 occupies the canonical site, while the second PIP2 bridges the S4-S5 linker, KCNE1, and the adjacent S6', stabilizing channel opening; (3) create a fenestration capable of binding compounds specific for KCNQ1 + KCNE1 (e.g., AC-1). Together, these findings reveal a previously unrecognized large-scale secondary structural transition during ion channel gating that fine-tunes I function and provides a foundation for developing targeted LQTS therapy.
履歴
登録2025年3月24日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年11月5日-
マップ公開2025年11月5日-
更新2025年11月19日-
現状2025年11月19日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_63935.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_63935.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 244.1 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.)
0.96 Å/pix.
x 400 pix.
= 384. Å		0.96 Å/pix.
x 400 pix.
= 384. Å		0.96 Å/pix.
x 400 pix.
= 384. 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: 0.96 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: 0.35
最小 - 最大-1.9425632 - 3.1991446
平均 (標準偏差)0.000101896825 (±0.05638479)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ400400400
Spacing400400400
セルA=B=C: 384.0 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_63935_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_63935_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 : Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex

全体名称: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
要素
  • 複合体: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
    • タンパク質・ペプチド: Calmodulin-1
    • タンパク質・ペプチド: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
  • リガンド: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
  • リガンド: POTASSIUM ION
  • リガンド: CALCIUM ION

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超分子 #1: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex

超分子名称: Structure of human KCNQ1-KCNE1-CaM complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#3
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 74.800492 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MAAASSPPRA ERKRWGWGRL PGARRGSAGL AKKCPFSLEL AEGGPAGGAL YAPIAPGAPG PAPPASPAAP AAPPVASDLG PRPPVSLDP RVSIYSTRRP VLARTHVQGR VYNFLERPTG WKCFVYHFAV FLIVLVCLIF SVLSTIEQYA ALATGTLFWM E IVLVVFFG ...文字列:
MAAASSPPRA ERKRWGWGRL PGARRGSAGL AKKCPFSLEL AEGGPAGGAL YAPIAPGAPG PAPPASPAAP AAPPVASDLG PRPPVSLDP RVSIYSTRRP VLARTHVQGR VYNFLERPTG WKCFVYHFAV FLIVLVCLIF SVLSTIEQYA ALATGTLFWM E IVLVVFFG TEYVVRLWSA GCRSKYVGLW GRLRFARKPI SIIDLIVVVA SMVVLCVGSK GQVFATSAIR GIRFLQILRM LH VDRQGGT WRLLGSVVFI HRQELITTLY IGFLGLIFSS YFVYLAEKDA VNESGRVEFG SYADALWWGV VTVTTIGYGD KVP QTWVGK TIASCFSVFA ISFFALPAGI LGSGFALKVQ QKQRQKHFNR QIPAAASLIQ TAWRCYAAEN PDSSTWKIYI RKAP RSHTL LSPSPKPKKS VVVKKKKFKL DKDNGVTPGE KMLTVPHITC DPPEERRLDH FSVDGYDSSV RKSPTLLEVS MPHFM RTNS FAEDLDLEGE TLLTPITHIS QLREHHRATI KVIRRMQYFV AKKKFQQARK PYDVRDVIEQ YSQGHLNLMV RIKELQ RRL DQSIGKPSLF ISVSEKSKDR GSNTIGARLN RVEDKVTQLD QRLALITDML HQLLSLHGGS TPGSGGPPRE GGAHITQ PC GSGGSVDPEL FLPSNTLPTY EQLTVPRRGP DEGS

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily KQT member 1

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分子 #2: Calmodulin-1

分子名称: Calmodulin-1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 16.852545 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MADQLTEEQI AEFKEAFSLF DKDGDGTITT KELGTVMRSL GQNPTEAELQ DMINEVDADG NGTIDFPEFL TMMARKMKDT DSEEEIREA FRVFDKDGNG YISAAELRHV MTNLGEKLTD EEVDEMIREA DIDGDGQVNY EEFVQMMTAK

UniProtKB: Calmodulin-1

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分子 #3: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1

分子名称: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1
タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 4 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 14.690725 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列:
MILSNTTAVT PFLTKLWQET VQQGGNMSGL ARRSPRSSDG KLEALYVLMV LGFFGFFTLG IMLSYIRSKK LEHSNDPFNV YIESDAWQE KDKAYVQARV LESYRSCYVV ENHLAIEQPN THLPETKPSP

UniProtKB: Potassium voltage-gated channel subfamily E member 1

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分子 #4: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tr...

分子名称: [(2R)-1-octadecanoyloxy-3-[oxidanyl-[(1R,2R,3S,4R,5R,6S)-2,3,6-tris(oxidanyl)-4,5-diphosphonooxy-cyclohexyl]oxy-phospho ryl]oxy-propan-2-yl] (8Z)-icosa-5,8,11,14-tetraenoate
タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 4 / 式: PT5
分子量理論値: 1.047088 KDa

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分子 #5: POTASSIUM ION

分子名称: POTASSIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 4 / 式: K
分子量理論値: 39.098 Da

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分子 #6: CALCIUM ION

分子名称: CALCIUM ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 8 / 式: CA
分子量理論値: 40.078 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FEI TECNAI SPIRIT
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)
平均電子線量: 51.45 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）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
実験機器
モデル: Tecnai Spirit / 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: cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 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: 152699
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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