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万見
- EMDB-7041: Cryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex wi... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-7041
タイトルCryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex with insulin
マップデータThis is the sharpened map from the final, Insulin degrading enzyme in complex with insulin
試料
  • 複合体: Insulin degrading enzyme/Insulin
    • タンパク質・ペプチド: Insulin-degrading enzyme
    • タンパク質・ペプチド: Insulin
キーワードIDE / insulin degrading enzyme / amyloid beta / HYDROLASE-HORMONE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


insulysin / beta-endorphin binding / ubiquitin recycling / insulin catabolic process / insulin metabolic process / amyloid-beta clearance by cellular catabolic process / hormone catabolic process / bradykinin catabolic process / cytosolic proteasome complex / insulin binding ...insulysin / beta-endorphin binding / ubiquitin recycling / insulin catabolic process / insulin metabolic process / amyloid-beta clearance by cellular catabolic process / hormone catabolic process / bradykinin catabolic process / cytosolic proteasome complex / insulin binding / regulation of aerobic respiration / negative regulation of glycogen catabolic process / positive regulation of nitric oxide mediated signal transduction / negative regulation of feeding behavior / negative regulation of fatty acid metabolic process / Signaling by Insulin receptor / peptide catabolic process / IRS activation / Insulin processing / regulation of protein secretion / positive regulation of peptide hormone secretion / positive regulation of respiratory burst / amyloid-beta clearance / negative regulation of acute inflammatory response / Regulation of gene expression in beta cells / peroxisomal matrix / alpha-beta T cell activation / positive regulation of dendritic spine maintenance / Synthesis, secretion, and deacylation of Ghrelin / negative regulation of respiratory burst involved in inflammatory response / amyloid-beta metabolic process / negative regulation of protein secretion / activation of protein kinase B activity / negative regulation of gluconeogenesis / positive regulation of insulin receptor signaling pathway / positive regulation of glycogen biosynthetic process / fatty acid homeostasis / Signal attenuation / positive regulation of protein binding / FOXO-mediated transcription of oxidative stress, metabolic and neuronal genes / negative regulation of lipid catabolic process / positive regulation of lipid biosynthetic process / regulation of protein localization to plasma membrane / negative regulation of oxidative stress-induced intrinsic apoptotic signaling pathway / transport vesicle / nitric oxide-cGMP-mediated signaling / COPI-mediated anterograde transport / positive regulation of nitric-oxide synthase activity / Insulin receptor recycling / negative regulation of reactive oxygen species biosynthetic process / insulin-like growth factor receptor binding / positive regulation of brown fat cell differentiation / NPAS4 regulates expression of target genes / negative regulation of proteolysis / endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / neuron projection maintenance / peptide binding / positive regulation of mitotic nuclear division / Insulin receptor signalling cascade / proteolysis involved in protein catabolic process / Peroxisomal protein import / positive regulation of glycolytic process / positive regulation of cytokine production / positive regulation of long-term synaptic potentiation / endosome lumen / acute-phase response / positive regulation of protein secretion / positive regulation of D-glucose import / insulin receptor binding / positive regulation of cell differentiation / Regulation of insulin secretion / wound healing / protein catabolic process / negative regulation of protein catabolic process / positive regulation of neuron projection development / antigen processing and presentation of endogenous peptide antigen via MHC class I / hormone activity / regulation of synaptic plasticity / metalloendopeptidase activity / positive regulation of protein localization to nucleus / Golgi lumen / vasodilation / cognition / glucose metabolic process / positive regulation of protein catabolic process / peroxisome / insulin receptor signaling pathway / glucose homeostasis / cell-cell signaling / regulation of protein localization / amyloid-beta binding / virus receptor activity / PI5P, PP2A and IER3 Regulate PI3K/AKT Signaling / positive regulation of cell growth / protease binding / secretory granule lumen / endopeptidase activity / basolateral plasma membrane / positive regulation of canonical NF-kappaB signal transduction / Ub-specific processing proteases
類似検索 - 分子機能
Peptidase M16, middle/third domain / Middle or third domain of peptidase_M16 / : / PQQ synthase PqqF-like, C-terminal lobe domain 4 / : / Peptidase M16, zinc-binding site / Insulinase family, zinc-binding region signature. / Peptidase M16, C-terminal / Peptidase M16 inactive domain / Peptidase M16, N-terminal ...Peptidase M16, middle/third domain / Middle or third domain of peptidase_M16 / : / PQQ synthase PqqF-like, C-terminal lobe domain 4 / : / Peptidase M16, zinc-binding site / Insulinase family, zinc-binding region signature. / Peptidase M16, C-terminal / Peptidase M16 inactive domain / Peptidase M16, N-terminal / Insulinase (Peptidase family M16) / Metalloenzyme, LuxS/M16 peptidase-like / Insulin / Insulin family / Insulin-like / Insulin/IGF/Relaxin family / Insulin / insulin-like growth factor / relaxin family. / Insulin, conserved site / Insulin family signature. / Insulin-like superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Insulin / Insulin-degrading enzyme
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: 3.7 Å
データ登録者Zhang Z / Liang WG / Bailey LJ / Tan YZ / Wei H / Kossiakoff AA / Carragher B / Potter SC / Tang WJ
資金援助 米国, 4件
OrganizationGrant number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)GM81539 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM121964 米国
Simons Foundation349247 米国
引用ジャーナル: Elife / 年: 2018
タイトル: Ensemble cryoEM elucidates the mechanism of insulin capture and degradation by human insulin degrading enzyme.
著者: Zhening Zhang / Wenguang G Liang / Lucas J Bailey / Yong Zi Tan / Hui Wei / Andrew Wang / Mara Farcasanu / Virgil A Woods / Lauren A McCord / David Lee / Weifeng Shang / Rebecca Deprez- ...著者: Zhening Zhang / Wenguang G Liang / Lucas J Bailey / Yong Zi Tan / Hui Wei / Andrew Wang / Mara Farcasanu / Virgil A Woods / Lauren A McCord / David Lee / Weifeng Shang / Rebecca Deprez-Poulain / Benoit Deprez / David R Liu / Akiko Koide / Shohei Koide / Anthony A Kossiakoff / Sheng Li / Bridget Carragher / Clinton S Potter / Wei-Jen Tang /
要旨: Insulin degrading enzyme (IDE) plays key roles in degrading peptides vital in type two diabetes, Alzheimer's, inflammation, and other human diseases. However, the process through which IDE recognizes ...Insulin degrading enzyme (IDE) plays key roles in degrading peptides vital in type two diabetes, Alzheimer's, inflammation, and other human diseases. However, the process through which IDE recognizes peptides that tend to form amyloid fibrils remained unsolved. We used cryoEM to understand both the apo- and insulin-bound dimeric IDE states, revealing that IDE displays a large opening between the homologous ~55 kDa N- and C-terminal halves to allow selective substrate capture based on size and charge complementarity. We also used cryoEM, X-ray crystallography, SAXS, and HDX-MS to elucidate the molecular basis of how amyloidogenic peptides stabilize the disordered IDE catalytic cleft, thereby inducing selective degradation by substrate-assisted catalysis. Furthermore, our insulin-bound IDE structures explain how IDE processively degrades insulin by stochastically cutting either chain without breaking disulfide bonds. Together, our studies provide a mechanism for how IDE selectively degrades amyloidogenic peptides and offers structural insights for developing IDE-based therapies.
履歴
登録2017年9月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2017年11月22日-
マップ公開2017年11月22日-
更新2024年11月13日-
現状2024年11月13日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.053
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.053
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6b3q
  • 表面レベル: 0.053
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-6bfc
  • 表面レベル: 0.053
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_7041.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_7041.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈This is the sharpened map from the final, Insulin degrading enzyme in complex with insulin
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.)
1.07 Å/pix.
x 320 pix.
= 343.36 Å		1.07 Å/pix.
x 320 pix.
= 343.36 Å		1.07 Å/pix.
x 320 pix.
= 343.36 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: 1.073 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: 0.053 / ムービー #1: 0.053
最小 - 最大-0.23219995 - 0.18164448
平均 (標準偏差)0.00027707088 (±0.0042306143)
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: 343.36 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0731.0731.073
M x/y/z320320320
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z343.360343.360343.360
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS320320320
D min/max/mean-0.2320.1820.000

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_7041_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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追加マップ: This is the full, unfiltered map from final...

ファイルemd_7041_additional.map
注釈This is the full, unfiltered map from final refinement for insulin degrading enzyme in complex with insulin
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: This is the first half map from the...

ファイルemd_7041_half_map_1.map
注釈This is the first half map from the final refinement for insulin degrading enzyme in complex with insulin
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: This is the second half map from the...

ファイルemd_7041_half_map_2.map
注釈This is the second half map from the final refinement for insulin degrading enzyme in complex with insulin
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 : Insulin degrading enzyme/Insulin

全体名称: Insulin degrading enzyme/Insulin
要素
  • 複合体: Insulin degrading enzyme/Insulin
    • タンパク質・ペプチド: Insulin-degrading enzyme
    • タンパク質・ペプチド: Insulin

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超分子 #1: Insulin degrading enzyme/Insulin

超分子名称: Insulin degrading enzyme/Insulin / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
詳細: Cryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex with insulin
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 100 KDa

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分子 #1: Insulin-degrading enzyme

分子名称: Insulin-degrading enzyme / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: insulysin
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 114.561562 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MHHHHHHAAG IPMNNPAIKR IGNHITKSPE DKREYRGLEL ANGIKVLLIS DPTTDKSSAA LDVHIGSLSD PPNIAGLSHF LEHMLFLGT KKYPKENEYS QFLSEHAGSS NAFTSGEHTN YYFDVSHEHL EGALDRFAQF FLSPLFDESA KDREVNAVDS E HEKNVMND ...文字列:
MHHHHHHAAG IPMNNPAIKR IGNHITKSPE DKREYRGLEL ANGIKVLLIS DPTTDKSSAA LDVHIGSLSD PPNIAGLSHF LEHMLFLGT KKYPKENEYS QFLSEHAGSS NAFTSGEHTN YYFDVSHEHL EGALDRFAQF FLSPLFDESA KDREVNAVDS E HEKNVMND AWRLFQLEKA TGNPKHPFSK FGTGNKYTLE TRPNQEGIDV RQELLKFHSA YYSSNLMAVV VLGRESLDDL TN LVVKLFS EVENKNVPLP EFPEHPFQEE HLKQLYKIVP IKDIRNLYVT FPIPDLQKYY KSNPGHYLGH LIGHEGPGSL LSE LKSKGW VNTLVGGQKE GARGFMFFII NVDLTEEGLL HVEDIILHMF QYIQKLRAEG PQEWVFQELK DLNAVAFRFK DKER PRGYT SKIAGILHYY PLEEVLTAEY LLEEFRPDLI EMVLDKLRPE NVRVAIVSKS FEGKTDRTEE WYGTQYKQEA IPDEV IKKW QNADLNGKFK LPTKNEFIPT NFEILPLEKE ATPYPALIKD TAMSKLWFKQ DDKFFLPKAN LNFEFFSPFA YVDPLH SNM AYLYLELLKD SLNEYAYAAE LAGLSYDLQN TIYGMYLSVK GYNDKQPILL KKIIEKMATF EIDEKRFEII KEAYMRS LN NFRAEQPHQH AMYYLRLLMT EVAWTKDELK EALDDVTLPR LKAFIPQLLS RLHIEALLHG NITKQAALGI MQMVEDTL I EHAHTKPLLP SQLVRYREVQ LPDRGWFVYQ QRNEVHNNSG IEIYYQTDMQ STSENMFLEL FAQIISEPAF NTLRTKEQL GYIVFSGPRR ANGIQGLRFI IQSEKPPHYL ESRVEAFLIT MEKSIEDMTE EAFQKHIQAL AIRRLDKPKK LSAESAKYWG EIISQQYNF DRDNTEVAYL KTLTKEDIIK FYKEMLAVDA PRRHKVSVHV LAREMDSNPV VGEFPAQNDI NLSQAPALPQ P EVIQNMTE FKRGLPLFPL VKPHINFMAA KL

UniProtKB: Insulin-degrading enzyme

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分子 #2: Insulin

分子名称: Insulin / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 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: 11.989862 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MALWMRLLPL LALLALWGPD PAAAFVNQHL CGSHLVEALY LVCGERGFFY TPKTRREAED LQVGQVELGG GPGAGSLQPL ALEGSLQKR GIVEQCCTSI CSLYQLENYC N

UniProtKB: Insulin

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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0.3 mg/mL
緩衝液pH: 7.8
構成要素:
濃度式名称
20.0 mmol/LC8H18N2O4SHEPES
300.0 mmol/LNaClSodium chloride
20.0 mmol/LC10H16N2O8EDTA
グリッドモデル: homemade nanowire grid / 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: HOLEY / 支持フィルム - Film thickness: 10 / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 10 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER / 前処理 - 気圧: 0.001 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 85 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: HOMEMADE PLUNGER
詳細: The cryo grids were made using Spotiton and homemade plunger.
詳細The sample was monodisperse

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
温度最低: 70.0 K / 最高: 70.0 K
アライメント法Coma free - Residual tilt: 10.0 mrad
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / デジタル化 - サイズ - 横: 3710 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3838 pixel / デジタル化 - 画像ごとのフレーム数: 1-50 / 撮影したグリッド数: 3 / 実像数: 3085 / 平均露光時間: 10.0 sec. / 平均電子線量: 71.4 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: 70.0 µm / 倍率（補正後）: 46598 / 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）: 2.2 µm
最小 デフォーカス（公称値）: 0.9400000000000001 µm
倍率（公称値）: 22500
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

粒子像選択選択した数: 762283
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

3qz2

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: 3.7 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.1) / 使用した粒子像数: 116122
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
Projection matching processing - Number reference projections: 2
ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.0)
最終 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
Projection matching processing - Number reference projections: 2
ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.0)
最終 3次元分類クラス数: 8 / 平均メンバー数/クラス: 18549 / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.0)
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 92
得られたモデル

PDB-6b3q:
Cryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex with insulin

PDB-6bfc:
Cryo-EM structure of human insulin degrading enzyme in complex with insulin

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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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