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- PDB-8sn1: Cryo-EM structure of the human nucleosome core particle in comple... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8sn1
タイトルCryo-EM structure of the human nucleosome core particle in complex with RNF168 and UbcH5c~Ub (UbcH5c chemically conjugated to histone H2A. No density for Ub.) (class 6)
要素
  • (DNA (147-MER)) x 2
  • E3 ubiquitin-protein ligase RNF168
  • Histone H2A type 1-B/E
  • Histone H2B type 1-J
  • Histone H3.1
  • Histone H4
  • Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3
キーワードSTRUCTURAL PROTEIN/DNA/TRANSFERASE / Nucleosome core particle / chromatin / RNF168 / RING domain / UbcH5c / DNA repair / DNA double-strand break / Homologous recombination / 53BP1 / ubiquitin / STRUCTURAL PROTEIN-DNA-TRANSFERASE complex
機能・相同性
機能・相同性情報


histone H2AK15 ubiquitin ligase activity / histone ubiquitin ligase activity / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme / Signaling by BMP / protein K6-linked ubiquitination / double-strand break repair via classical nonhomologous end joining / isotype switching / protein K11-linked ubiquitination / DNA repair-dependent chromatin remodeling / positive regulation of protein targeting to mitochondrion ...histone H2AK15 ubiquitin ligase activity / histone ubiquitin ligase activity / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme / Signaling by BMP / protein K6-linked ubiquitination / double-strand break repair via classical nonhomologous end joining / isotype switching / protein K11-linked ubiquitination / DNA repair-dependent chromatin remodeling / positive regulation of protein targeting to mitochondrion / E2 ubiquitin-conjugating enzyme / response to ionizing radiation / K63-linked polyubiquitin modification-dependent protein binding / negative regulation of transcription elongation by RNA polymerase II / protein monoubiquitination / ubiquitin conjugating enzyme activity / protein K63-linked ubiquitination / nucleosome binding / negative regulation of BMP signaling pathway / negative regulation of tumor necrosis factor-mediated signaling pathway / negative regulation of megakaryocyte differentiation / protein autoubiquitination / protein localization to CENP-A containing chromatin / protein K48-linked ubiquitination / Chromatin modifying enzymes / interstrand cross-link repair / Replacement of protamines by nucleosomes in the male pronucleus / SUMOylation of DNA damage response and repair proteins / CENP-A containing nucleosome / Packaging Of Telomere Ends / ubiquitin ligase complex / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected purine / Cleavage of the damaged purine / Deposition of new CENPA-containing nucleosomes at the centromere / nucleosomal DNA binding / Recognition and association of DNA glycosylase with site containing an affected pyrimidine / Cleavage of the damaged pyrimidine / Inhibition of DNA recombination at telomere / telomere organization / Meiotic synapsis / Interleukin-7 signaling / RNA Polymerase I Promoter Opening / positive regulation of DNA repair / epigenetic regulation of gene expression / Assembly of the ORC complex at the origin of replication / SUMOylation of chromatin organization proteins / Regulation of endogenous retroelements by the Human Silencing Hub (HUSH) complex / TICAM1, RIP1-mediated IKK complex recruitment / DNA methylation / Condensation of Prophase Chromosomes / IKK complex recruitment mediated by RIP1 / SIRT1 negatively regulates rRNA expression / Chromatin modifications during the maternal to zygotic transition (MZT) / ERCC6 (CSB) and EHMT2 (G9a) positively regulate rRNA expression / PINK1-PRKN Mediated Mitophagy / HCMV Late Events / innate immune response in mucosa / PRC2 methylates histones and DNA / ubiquitin binding / Regulation of endogenous retroelements by KRAB-ZFP proteins / Defective pyroptosis / Regulation of endogenous retroelements by Piwi-interacting RNAs (piRNAs) / HDACs deacetylate histones / Negative regulators of DDX58/IFIH1 signaling / Nonhomologous End-Joining (NHEJ) / RNA Polymerase I Promoter Escape / lipopolysaccharide binding / Peroxisomal protein import / Transcriptional regulation by small RNAs / Regulation of TNFR1 signaling / Downregulation of SMAD2/3:SMAD4 transcriptional activity / Formation of the beta-catenin:TCF transactivating complex / protein modification process / RUNX1 regulates genes involved in megakaryocyte differentiation and platelet function / NoRC negatively regulates rRNA expression / RING-type E3 ubiquitin transferase / Activated PKN1 stimulates transcription of AR (androgen receptor) regulated genes KLK2 and KLK3 / Inactivation of CSF3 (G-CSF) signaling / G2/M DNA damage checkpoint / HDMs demethylate histones / B-WICH complex positively regulates rRNA expression / Oxygen-dependent proline hydroxylation of Hypoxia-inducible Factor Alpha / DNA Damage/Telomere Stress Induced Senescence / heterochromatin formation / PKMTs methylate histone lysines / Metalloprotease DUBs / Meiotic recombination / Pre-NOTCH Transcription and Translation / RMTs methylate histone arginines / double-strand break repair via nonhomologous end joining / Activation of anterior HOX genes in hindbrain development during early embryogenesis / HCMV Early Events / protein polyubiquitination / Transcriptional regulation of granulopoiesis / ubiquitin-protein transferase activity / structural constituent of chromatin / UCH proteinases / ubiquitin protein ligase activity / antimicrobial humoral immune response mediated by antimicrobial peptide / nucleosome
類似検索 - 分子機能
E3 ubiquitin-protein ligase RNF168 / : / Prokaryotic RING finger family 4 / Ubiquitin-conjugating enzyme, active site / Ubiquitin-conjugating (UBC) active site signature. / Ubiquitin-conjugating enzyme E2 / Ubiquitin-conjugating enzyme / Ubiquitin-conjugating (UBC) core domain profile. / Ubiquitin-conjugating enzyme E2, catalytic domain homologues / Ubiquitin-conjugating enzyme/RWD-like ...E3 ubiquitin-protein ligase RNF168 / : / Prokaryotic RING finger family 4 / Ubiquitin-conjugating enzyme, active site / Ubiquitin-conjugating (UBC) active site signature. / Ubiquitin-conjugating enzyme E2 / Ubiquitin-conjugating enzyme / Ubiquitin-conjugating (UBC) core domain profile. / Ubiquitin-conjugating enzyme E2, catalytic domain homologues / Ubiquitin-conjugating enzyme/RWD-like / Ring finger / Histone H2B signature. / Histone H2B / Histone H2B / Histone H2A conserved site / Histone H2A signature. / Histone H2A, C-terminal domain / C-terminus of histone H2A / Histone H4, conserved site / Histone H4 signature. / Histone H4 / Histone H4 / Histone H2A / Histone 2A / CENP-T/Histone H4, histone fold / Centromere kinetochore component CENP-T histone fold / TATA box binding protein associated factor / TATA box binding protein associated factor (TAF), histone-like fold domain / Histone H3 signature 1. / Zinc finger RING-type profile. / Histone H3 signature 2. / Zinc finger, RING-type / Histone H3 / Histone H3/CENP-A / Histone H2A/H2B/H3 / Core histone H2A/H2B/H3/H4 / Histone-fold / Zinc finger, RING/FYVE/PHD-type
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / DNA (> 100) / Histone H2A type 1-B/E / Histone H2B type 1-J / Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3 / Histone H4 / Histone H3.1 / E3 ubiquitin-protein ligase RNF168
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: 3.3 Å
データ登録者Hu, Q. / Botuyan, M.V. / Zhao, D. / Cui, G. / Mer, G.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM136262 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI)CA132878 米国
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2024
タイトル: Mechanisms of RNF168 nucleosome recognition and ubiquitylation.
著者: Qi Hu / Debiao Zhao / Gaofeng Cui / Janarjan Bhandari / James R Thompson / Maria Victoria Botuyan / Georges Mer /
要旨: RNF168 plays a central role in the DNA damage response (DDR) by ubiquitylating histone H2A at K13 and K15. These modifications direct BRCA1-BARD1 and 53BP1 foci formation in chromatin, essential for ...RNF168 plays a central role in the DNA damage response (DDR) by ubiquitylating histone H2A at K13 and K15. These modifications direct BRCA1-BARD1 and 53BP1 foci formation in chromatin, essential for cell-cycle-dependent DNA double-strand break (DSB) repair pathway selection. The mechanism by which RNF168 catalyzes the targeted accumulation of H2A ubiquitin conjugates to form repair foci around DSBs remains unclear. Here, using cryoelectron microscopy (cryo-EM), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, and functional assays, we provide a molecular description of the reaction cycle and dynamics of RNF168 as it modifies the nucleosome and recognizes its ubiquitylation products. We demonstrate an interaction of a canonical ubiquitin-binding domain within full-length RNF168, which not only engages ubiquitin but also the nucleosome surface, clarifying how such site-specific ubiquitin recognition propels a signal amplification loop. Beyond offering mechanistic insights into a key DDR protein, our study aids in understanding site specificity in both generating and interpreting chromatin ubiquitylation.
履歴
登録2023年4月26日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年1月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年1月31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_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年3月20日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last

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構造の表示

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
A: Histone H3.1
B: Histone H4
C: Histone H2A type 1-B/E
D: Histone H2B type 1-J
E: Histone H3.1
F: Histone H4
G: Histone H2A type 1-B/E
H: Histone H2B type 1-J
I: DNA (147-MER)
J: DNA (147-MER)
K: E3 ubiquitin-protein ligase RNF168
L: Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)229,09114
ポリマ－228,96012
非ポリマー1312
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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タンパク質 , 6種, 10分子 AEBFCGDHKL

#1: タンパク質 Histone H3.1 / Histone H3/a / Histone H3/b / Histone H3/c / Histone H3/d / Histone H3/f / Histone H3/h / Histone ...Histone H3/a / Histone H3/b / Histone H3/c / Histone H3/d / Histone H3/f / Histone H3/h / Histone H3/i / Histone H3/j / Histone H3/k / Histone H3/l


分子量: 15786.534 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H3C1, H3FA, HIST1H3A, H3C2, H3FL, HIST1H3B, H3C3, H3FC HIST1H3C, H3C4, H3FB, HIST1H3D, H3C6, H3FD, HIST1H3E, H3C7, H3FI, HIST1H3F, H3C8, H3FH, HIST1H3G, H3C10, H3FK, HIST1H3H, H3C11, H3FF, ...遺伝子: H3C1, H3FA, HIST1H3A, H3C2, H3FL, HIST1H3B, H3C3, H3FC HIST1H3C, H3C4, H3FB, HIST1H3D, H3C6, H3FD, HIST1H3E, H3C7, H3FI, HIST1H3F, H3C8, H3FH, HIST1H3G, H3C10, H3FK, HIST1H3H, H3C11, H3FF, HIST1H3I, H3C12, H3FJ, HIST1H3J
プラスミド: pHISPP / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P68431
#2: タンパク質 Histone H4


分子量: 11743.792 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト)
遺伝子: H4C1, H4/A, H4FA, HIST1H4A, H4C2, H4/I, H4FI, HIST1H4B, H4C3, H4/G, H4FG, HIST1H4C, H4C4, H4/B, H4FB, HIST1H4D, H4C5, H4/J, H4FJ, HIST1H4E, H4C6, H4/C, H4FC, HIST1H4F, H4C8, H4/H, H4FH, ...遺伝子: H4C1, H4/A, H4FA, HIST1H4A, H4C2, H4/I, H4FI, HIST1H4B, H4C3, H4/G, H4FG, HIST1H4C, H4C4, H4/B, H4FB, HIST1H4D, H4C5, H4/J, H4FJ, HIST1H4E, H4C6, H4/C, H4FC, HIST1H4F, H4C8, H4/H, H4FH, HIST1H4H, H4C9, H4/M, H4FM, HIST1H4I, H4C11, H4/E, H4FE, HIST1H4J, H4C12, H4/D, H4FD, HIST1H4K, H4C13, H4/K, H4FK, HIST1H4L, H4C14, H4/N, H4F2, H4FN, HIST2H4, HIST2H4A, H4C15, H4/O, H4FO, HIST2H4B, H4-16, HIST4H4
プラスミド: pHISPP / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P62805
#3: タンパク質 Histone H2A type 1-B/E / Histone H2A.2 / Histone H2A/a / Histone H2A/m


分子量: 13008.156 Da / 分子数: 2 / Mutation: R11S, K15C / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: H2AC4, H2AFM, HIST1H2AB, H2AC8, H2AFA, HIST1H2AE / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P04908
#4: タンパク質 Histone H2B type 1-J / Histone H2B.1 / Histone H2B.r / H2B/r


分子量: 14084.348 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: H2BC11, H2BFR, HIST1H2BJ / プラスミド: pHISPP / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P06899
#7: タンパク質 E3 ubiquitin-protein ligase RNF168 / hRNF168 / RING finger protein 168 / RING-type E3 ubiquitin transferase RNF168


分子量: 11903.969 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: RNF168 / プラスミド: pHISPP / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: Q8IYW5, RING-type E3 ubiquitin transferase
#8: タンパク質 Ubiquitin-conjugating enzyme E2 D3 / (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / ...(E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / E2 ubiquitin-conjugating enzyme D3 / Ubiquitin carrier protein D3 / Ubiquitin-conjugating enzyme E2(17)KB 3 / Ubiquitin-conjugating enzyme E2-17 kDa 3 / Ubiquitin-protein ligase D3


分子量: 17061.418 Da / 分子数: 1 / Mutation: C21I, C107A, C111D, L119K / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 遺伝子: UBE2D3, UBC5C, UBCH5C / プラスミド: pHISPP / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: P61077, E2 ubiquitin-conjugating enzyme, (E3-independent) E2 ubiquitin-conjugating enzyme

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DNA鎖 , 2種, 2分子 IJ

#5: DNA鎖 DNA (147-MER)


分子量: 45138.770 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#6: DNA鎖 DNA (147-MER)


分子量: 45610.043 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Homo sapiens (ヒト) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)

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非ポリマー , 1種, 2分子

#9: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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

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試料調製

構成要素名称: Human nucleosome core particle in complex with RNF168 and UbcH5c~Ub
タイプ: COMPLEX / 詳細: Ub missing from density / Entity ID: #1-#8 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.2565 MDa / 実験値: NO
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: 7.5
試料濃度: 0.4 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: 10 mM HEPES, 100 mM NaCl, 1 mM DTT, pH 7.5
試料支持グリッドの材料: COPPER / 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 K

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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）: 130000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 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: 60 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: 14179
詳細: 14179 images were recorded in movie-mode of which 14113 were retained for particle picking.

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1cryoSPARC4.12粒子像選択
2EPU画像取得
4cryoSPARC4.12CTF補正
7PHENIX1.18.2-3874モデルフィッティング
9PHENIX1.18.2-3874モデル精密化
10cryoSPARC4.12初期オイラー角割当
11cryoSPARC4.12最終オイラー角割当
12cryoSPARC4.12分類
13cryoSPARC4.12３次元再構成
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: 16063830
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 85226 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築
IDPDB-ID 3D fitting-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプ
17LYA

7lya

17LYA1PDBexperimental model
24GB0

4gb0

14GB02PDBexperimental model
35EGG

5egg

15EGG3PDBexperimental model

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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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