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- PDB-7keu: Cryo-EM structure of the Caspase-1-CARD:ASC-CARD octamer -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7keu
タイトルCryo-EM structure of the Caspase-1-CARD:ASC-CARD octamer
要素
  • Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD
  • Caspase-1
キーワードIMMUNE SYSTEM / ASC / Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD / PYCARD / caspase-1 / cryo-EM / helical filament / octamer
機能・相同性
機能・相同性情報


Pyrin domain binding / NLRP6 inflammasome complex / myosin I binding / positive regulation of antigen processing and presentation of peptide antigen via MHC class II / myeloid dendritic cell activation involved in immune response / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / caspase-1 / protease inhibitor complex / myeloid dendritic cell activation ...Pyrin domain binding / NLRP6 inflammasome complex / myosin I binding / positive regulation of antigen processing and presentation of peptide antigen via MHC class II / myeloid dendritic cell activation involved in immune response / negative regulation of protein serine/threonine kinase activity / regulation of intrinsic apoptotic signaling pathway / caspase-1 / protease inhibitor complex / myeloid dendritic cell activation / AIM2 inflammasome complex assembly / IkappaB kinase complex / The AIM2 inflammasome / AIM2 inflammasome complex / IPAF inflammasome complex / The IPAF inflammasome / macropinocytosis / icosanoid biosynthetic process / NLRP1 inflammasome complex / canonical inflammasome complex / interleukin-6 receptor binding / positive regulation of interleukin-18 production / positive regulation of adaptive immune response / NLRP3 inflammasome complex assembly / BMP receptor binding / cytokine precursor processing / CARD domain binding / NLRP3 inflammasome complex / cysteine-type endopeptidase activator activity / CLEC7A/inflammasome pathway / negative regulation of interferon-beta production / osmosensory signaling pathway / Interleukin-1 processing / regulation of tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / positive regulation of tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / Interleukin-37 signaling / positive regulation of extrinsic apoptotic signaling pathway / pattern recognition receptor signaling pathway / cysteine-type endopeptidase activator activity involved in apoptotic process / positive regulation of macrophage cytokine production / signaling receptor ligand precursor processing / negative regulation of NF-kappaB transcription factor activity / pattern recognition receptor activity / TP53 Regulates Transcription of Caspase Activators and Caspases / tropomyosin binding / pyroptotic inflammatory response / cytokine binding / positive regulation of actin filament polymerization / positive regulation of release of cytochrome c from mitochondria / positive regulation of activated T cell proliferation / protein autoprocessing / intrinsic apoptotic signaling pathway by p53 class mediator / positive regulation of interleukin-10 production / The NLRP3 inflammasome / cellular response to interleukin-1 / intrinsic apoptotic signaling pathway in response to DNA damage by p53 class mediator / Pyroptosis / positive regulation of T cell migration / Purinergic signaling in leishmaniasis infection / positive regulation of chemokine production / positive regulation of DNA-binding transcription factor activity / tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / positive regulation of phagocytosis / positive regulation of defense response to virus by host / negative regulation of canonical NF-kappaB signal transduction / negative regulation of cytokine production involved in inflammatory response / activation of innate immune response / intrinsic apoptotic signaling pathway / protein maturation / positive regulation of interleukin-1 beta production / positive regulation of interleukin-8 production / positive regulation of JNK cascade / apoptotic signaling pathway / positive regulation of non-canonical NF-kappaB signal transduction / NOD1/2 Signaling Pathway / positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity / protein homooligomerization / regulation of protein stability / positive regulation of T cell activation / cellular response to type II interferon / positive regulation of interleukin-6 production / kinase binding / cellular response to mechanical stimulus / positive regulation of type II interferon production / positive regulation of inflammatory response / positive regulation of tumor necrosis factor production / SARS-CoV-1 activates/modulates innate immune responses / azurophil granule lumen / cellular response to tumor necrosis factor / cellular response to lipopolysaccharide / regulation of inflammatory response / protease binding / secretory granule lumen / regulation of apoptotic process / endopeptidase activity / defense response to Gram-negative bacterium / defense response to virus / microtubule / transmembrane transporter binding / positive regulation of canonical NF-kappaB signal transduction
類似検索 - 分子機能
CARD8/ASC/NALP1, CARD domain / : / Caspase recruitment domain / DAPIN domain / DAPIN domain profile. / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / CARD domain / CARD caspase recruitment domain profile. / Caspase recruitment domain ...CARD8/ASC/NALP1, CARD domain / : / Caspase recruitment domain / DAPIN domain / DAPIN domain profile. / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / PAAD/DAPIN/Pyrin domain / CARD domain / CARD caspase recruitment domain profile. / Caspase recruitment domain / Peptidase C14 family / Peptidase family C14A, His active site / Caspase family histidine active site. / Peptidase C14, caspase non-catalytic subunit p10 / Peptidase family C14A, cysteine active site / Caspase family cysteine active site. / Caspase family p10 domain profile. / Peptidase C14A, caspase catalytic domain / Caspase, interleukin-1 beta converting enzyme (ICE) homologues / Peptidase C14, p20 domain / Caspase family p20 domain profile. / : / Caspase domain / Caspase-like domain superfamily / Death-like domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
Caspase-1 / Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD
類似検索 - 構成要素
生物種Homo sapiens (ヒト)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.9 Å
データ登録者Hollingsworth, L.R. / David, L. / Li, Y. / Ruan, J. / Wu, H.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/Office of the Director1DP1 HD087988 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021
タイトル: Mechanism of filament formation in UPA-promoted CARD8 and NLRP1 inflammasomes.
著者: L Robert Hollingsworth / Liron David / Yang Li / Andrew R Griswold / Jianbin Ruan / Humayun Sharif / Pietro Fontana / Elizabeth L Orth-He / Tian-Min Fu / Daniel A Bachovchin / Hao Wu /
要旨: NLRP1 and CARD8 are related cytosolic sensors that upon activation form supramolecular signalling complexes known as canonical inflammasomes, resulting in caspase-1 activation, cytokine maturation ...NLRP1 and CARD8 are related cytosolic sensors that upon activation form supramolecular signalling complexes known as canonical inflammasomes, resulting in caspase-1 activation, cytokine maturation and/or pyroptotic cell death. NLRP1 and CARD8 use their C-terminal (CT) fragments containing a caspase recruitment domain (CARD) and the UPA (conserved in UNC5, PIDD, and ankyrins) subdomain for self-oligomerization, which in turn form the platform to recruit the inflammasome adaptor ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD) or caspase-1, respectively. Here, we report cryo-EM structures of NLRP1-CT and CARD8-CT assemblies, in which the respective CARDs form central helical filaments that are promoted by oligomerized, but flexibly linked, UPAs surrounding the filaments. Through biochemical and cellular approaches, we demonstrate that the UPA itself reduces the threshold needed for NLRP1-CT and CARD8-CT filament formation and signalling. Structural analyses provide insights on the mode of ASC recruitment by NLRP1-CT and the contrasting direct recruitment of caspase-1 by CARD8-CT. We also discover that subunits in the central NLRP1 filament dimerize with additional exterior CARDs, which roughly doubles its thickness and is unique among all known CARD filaments. Finally, we engineer and determine the structure of an ASC-caspase-1 octamer, which suggests that ASC uses opposing surfaces for NLRP1, versus caspase-1, recruitment. Together these structures capture the architecture and specificity of the active NLRP1 and CARD8 inflammasomes in addition to key heteromeric CARD-CARD interactions governing inflammasome signalling.
履歴
登録2020年10月12日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02020年11月25日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12021年2月24日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年3月6日Group: Data collection / Database references / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / em_3d_fitting_list / pdbx_initial_refinement_model / struct_ncs_dom_lim
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _em_3d_fitting_list.accession_code / _em_3d_fitting_list.initial_refinement_model_id / _em_3d_fitting_list.source_name / _em_3d_fitting_list.type / _struct_ncs_dom_lim.beg_auth_comp_id / _struct_ncs_dom_lim.beg_label_asym_id / _struct_ncs_dom_lim.beg_label_comp_id / _struct_ncs_dom_lim.beg_label_seq_id / _struct_ncs_dom_lim.end_auth_comp_id / _struct_ncs_dom_lim.end_label_asym_id / _struct_ncs_dom_lim.end_label_comp_id / _struct_ncs_dom_lim.end_label_seq_id

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-22233
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
E: Caspase-1
F: Caspase-1
G: Caspase-1
H: Caspase-1
A: Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD
B: Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD
C: Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD
D: Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)77,0098
ポリマ－77,0098
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: light scattering
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
非結晶学的対称性 (NCS)NCSドメイン:
IDEns-ID詳細
11E
21F
12E
22G
13E
23H
14F
24G
15F
25H
16A
26B
17A
27C
18A
28D
19B
29C
110B
210D
111C
211D

NCSドメイン領域:

Component-ID: _ / Refine code: _

Dom-IDEns-IDBeg auth comp-IDBeg label comp-IDEnd auth comp-IDEnd label comp-IDAuth asym-IDLabel asym-IDAuth seq-IDLabel seq-ID
11ALAALATHRTHREA2 - 861 - 85
21ALAALATHRTHRFB2 - 861 - 85
12ALAALATHRTHREA2 - 861 - 85
22ALAALATHRTHRGC2 - 861 - 85
13ALAALATHRTHREA2 - 861 - 85
23ALAALATHRTHRHD2 - 861 - 85
14ALAALATHRTHRFB2 - 861 - 85
24ALAALATHRTHRGC2 - 861 - 85
15ALAALATHRTHRFB2 - 861 - 85
25ALAALATHRTHRHD2 - 861 - 85
16HISHISARGARGAE113 - 1941 - 82
26HISHISARGARGBF113 - 1941 - 82
17HISHISARGARGAE113 - 1941 - 82
27HISHISARGARGCG113 - 1941 - 82
18HISHISARGARGAE113 - 1941 - 82
28HISHISARGARGDH113 - 1941 - 82
19HISHISARGARGBF113 - 1941 - 82
29HISHISARGARGCG113 - 1941 - 82
110HISHISARGARGBF113 - 1941 - 82
210HISHISARGARGDH113 - 1941 - 82
111HISHISARGARGCG113 - 1941 - 82
211HISHISARGARGDH113 - 1941 - 82

NCSアンサンブル:
ID
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

-
要素

#1: タンパク質
Caspase-1 / CASP-1 / Interleukin-1 beta convertase / IL-1BC / Interleukin-1 beta-converting enzyme / IL-1 beta- ...CASP-1 / Interleukin-1 beta convertase / IL-1BC / Interleukin-1 beta-converting enzyme / IL-1 beta-converting enzyme / p45


分子量: 9719.329 Da / 分子数: 4 / 断片: UNP residues 2-86 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: CASP1, IL1BC, IL1BCE / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P29466, caspase-1
#2: タンパク質
Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD / hASC / Caspase recruitment domain-containing protein 5 / PYD and CARD domain-containing protein / ...hASC / Caspase recruitment domain-containing protein 5 / PYD and CARD domain-containing protein / Target of methylation-induced silencing 1


分子量: 9532.825 Da / 分子数: 4 / 断片: UNP residues 113-194 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: PYCARD, ASC, CARD5, TMS1 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q9ULZ3

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

-
試料調製

構成要素名称: Caspase-1-CARD:ASC-CARD octamer / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.0863 MDa / 実験値: YES
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 8
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
125 mMTris-HClC4H11NO31
2150 mMSodium ChlorideNaCl1
32 mMDTTC4H10O2S21
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
急速凍結装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277.15 K

-
電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 倍率（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: -2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: -800 nm / Cs: 2.7 mm
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
撮影電子線照射量: 57.12 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5377
電子光学装置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

-
解析

ソフトウェア名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0258 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2Gautomatch粒子像選択
8PHENIXモデルフィッティング
9Cootモデルフィッティング
12RELION3.1最終オイラー角割当
13RELION3.1分類
14RELION3.1３次元再構成
15PHENIXモデル精密化
16REFMACモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 1863457
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 111053 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
15FNA

5fna

15FNA1PDBexperimental model
26N1H

6n1h

16N1H2PDBexperimental model
精密化解像度: 3.9→198 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.831 / SU B: 23.967 / SU ML: 0.344 / ESU R: 0.252
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
Rfactor反射数%反射
Rwork0.4451 --
obs0.4451 274049 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 105.715 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--4.34 Å2-0.3 Å21.08 Å2
2---2.77 Å2-0.81 Å2
3---7.11 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 5306
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0060.0125382
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.6371.647270
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg6.7285660
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg30.44822.526289
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg18.58515997
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg12.9111540
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.1710.2716
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.010.024028
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it5.68910.0042664
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it9.4215.0093316
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it6.24411.2782718
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined21.01622709
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
Refine LS restraints NCS

Refine-ID: ELECTRON MICROSCOPY / タイプ: interatomic distance / Weight position: 0.05

Ens-IDDom-IDAuth asym-ID数Rms dev position (Å)
11E40340.26
12F40340.26
21E41480.27
22G41480.27
31E40360.3
32H40360.3
41F41860.26
42G41860.26
51F41500.29
52H41500.29
61A42600.24
62B42600.24
71A42780.23
72C42780.23
81A43340.21
82D43340.21
91B43020.25
92C43020.25
101B43440.22
102D43440.22
111C44240.23
112D44240.23
LS精密化 シェル解像度: 3.9→4.002 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork0.492 20482 -
obs--100 %

+
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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