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- PDB-8szg: Cryo-EM structure of cinacalcet-bound human calcium-sensing recep... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8szg
タイトルCryo-EM structure of cinacalcet-bound human calcium-sensing receptor CaSR-Gq complex in lipid nanodiscs
要素
  • (Extracellular calcium-sensing ...) x 2
  • (Guanine nucleotide-binding protein ...) x 3
キーワードSIGNALING PROTEIN / Family C GPCR / Calcium-sensing Receptor (CaSR) / Heterotrimeric G protein / Cryo-EM / Lipid Nanodiscs / Positive Allosteric Modulator / Membrane Protein
機能・相同性
機能・相同性情報


regulation of presynaptic membrane potential / bile acid secretion / Fatty Acids bound to GPR40 (FFAR1) regulate insulin secretion / Acetylcholine regulates insulin secretion / chemosensory behavior / phospholipase C-activating G protein-coupled glutamate receptor signaling pathway / response to fibroblast growth factor / cellular response to peptide / PLC beta mediated events / phospholipase C-activating serotonin receptor signaling pathway ...regulation of presynaptic membrane potential / bile acid secretion / Fatty Acids bound to GPR40 (FFAR1) regulate insulin secretion / Acetylcholine regulates insulin secretion / chemosensory behavior / phospholipase C-activating G protein-coupled glutamate receptor signaling pathway / response to fibroblast growth factor / cellular response to peptide / PLC beta mediated events / phospholipase C-activating serotonin receptor signaling pathway / entrainment of circadian clock / regulation of platelet activation / cellular response to vitamin D / phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate phospholipase C activity / Class C/3 (Metabotropic glutamate/pheromone receptors) / calcium ion import / positive regulation of positive chemotaxis / regulation of canonical Wnt signaling pathway / fat pad development / glutamate receptor signaling pathway / cellular response to hepatocyte growth factor stimulus / amino acid binding / branching morphogenesis of an epithelial tube / positive regulation of vasoconstriction / positive regulation of calcium ion import / regulation of calcium ion transport / cellular response to low-density lipoprotein particle stimulus / phototransduction, visible light / anatomical structure morphogenesis / photoreceptor outer segment / detection of calcium ion / neuropeptide signaling pathway / postsynaptic cytosol / response to prostaglandin E / enzyme regulator activity / JNK cascade / axon terminus / GTPase activator activity / ossification / chloride transmembrane transport / Turbulent (oscillatory, disturbed) flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and integrins in endothelial cells / response to ischemia / cellular response to glucose stimulus / G protein-coupled receptor binding / G protein-coupled receptor activity / adenylate cyclase-inhibiting G protein-coupled receptor signaling pathway / positive regulation of insulin secretion / G-protein beta/gamma-subunit complex binding / Olfactory Signaling Pathway / vasodilation / Activation of the phototransduction cascade / integrin binding / G beta:gamma signalling through PLC beta / Presynaptic function of Kainate receptors / Thromboxane signalling through TP receptor / G protein-coupled acetylcholine receptor signaling pathway / adenylate cyclase-activating G protein-coupled receptor signaling pathway / G-protein activation / Activation of G protein gated Potassium channels / Inhibition of voltage gated Ca2+ channels via Gbeta/gamma subunits / Prostacyclin signalling through prostacyclin receptor / G beta:gamma signalling through CDC42 / intracellular calcium ion homeostasis / Glucagon signaling in metabolic regulation / G beta:gamma signalling through BTK / Synthesis, secretion, and inactivation of Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1) / ADP signalling through P2Y purinoceptor 12 / photoreceptor disc membrane / blood coagulation / Sensory perception of sweet, bitter, and umami (glutamate) taste / Glucagon-type ligand receptors / Adrenaline,noradrenaline inhibits insulin secretion / Vasopressin regulates renal water homeostasis via Aquaporins / Glucagon-like Peptide-1 (GLP1) regulates insulin secretion / G alpha (z) signalling events / cellular response to catecholamine stimulus / ADP signalling through P2Y purinoceptor 1 / ADORA2B mediated anti-inflammatory cytokines production / G beta:gamma signalling through PI3Kgamma / Cooperation of PDCL (PhLP1) and TRiC/CCT in G-protein beta folding / adenylate cyclase-activating dopamine receptor signaling pathway / GPER1 signaling / Inactivation, recovery and regulation of the phototransduction cascade / cellular response to prostaglandin E stimulus / G-protein beta-subunit binding / heterotrimeric G-protein complex / G alpha (12/13) signalling events / sensory perception of taste / extracellular vesicle / signaling receptor complex adaptor activity / Thrombin signalling through proteinase activated receptors (PARs) / retina development in camera-type eye / G protein activity / presynaptic membrane / GTPase binding / Ca2+ pathway / fibroblast proliferation / High laminar flow shear stress activates signaling by PIEZO1 and PECAM1:CDH5:KDR in endothelial cells / G alpha (i) signalling events / nuclear membrane
類似検索 - 分子機能
G-protein alpha subunit, group Q / GPCR, family 3, extracellular calcium-sensing receptor-related / G-protein coupled receptors family 3 signature 1. / G-protein coupled receptors family 3 signature 3. / G-protein coupled receptors family 3 signature 2. / GPCR, family 3, nine cysteines domain / GPCR, family 3, nine cysteines domain superfamily / Nine Cysteines Domain of family 3 GPCR / GPCR, family 3, conserved site / GPCR, family 3 ...G-protein alpha subunit, group Q / GPCR, family 3, extracellular calcium-sensing receptor-related / G-protein coupled receptors family 3 signature 1. / G-protein coupled receptors family 3 signature 3. / G-protein coupled receptors family 3 signature 2. / GPCR, family 3, nine cysteines domain / GPCR, family 3, nine cysteines domain superfamily / Nine Cysteines Domain of family 3 GPCR / GPCR, family 3, conserved site / GPCR, family 3 / G-protein coupled receptors family 3 profile. / GPCR family 3, C-terminal / 7 transmembrane sweet-taste receptor of 3 GCPR / Receptor, ligand binding region / Receptor family ligand binding region / Periplasmic binding protein-like I / Guanine nucleotide binding protein (G-protein), alpha subunit / G protein alpha subunit, helical insertion / G-protein alpha subunit / G-alpha domain profile. / G protein alpha subunit / G-protein, gamma subunit / G-protein gamma subunit domain profile. / G-protein gamma-like domain / G-protein gamma-like domain superfamily / GGL domain / G protein gamma subunit-like motifs / GGL domain / G protein beta WD-40 repeat protein / Guanine nucleotide-binding protein, beta subunit / G-protein, beta subunit / G-protein beta WD-40 repeat / WD40 repeat, conserved site / Trp-Asp (WD) repeats signature. / Trp-Asp (WD) repeats profile. / Trp-Asp (WD) repeats circular profile. / WD40 repeats / WD40 repeat / WD40-repeat-containing domain superfamily / WD40/YVTN repeat-like-containing domain superfamily / P-loop containing nucleoside triphosphate hydrolase
類似検索 - ドメイン・相同性
CHOLESTEROL / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / PHOSPHATE ION / SPERMINE / TRYPTOPHAN / Chem-YP4 / Extracellular calcium-sensing receptor / Guanine nucleotide-binding protein G(q) subunit alpha / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
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: 3.6 Å
データ登録者He, F. / Wu, C. / Gao, Y. / Skiniotis, G.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Disease (NIH/NIDDK)5R01DK132902-02 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2024
タイトル: Allosteric modulation and G-protein selectivity of the Ca-sensing receptor.
著者: Feng He / Cheng-Guo Wu / Yang Gao / Sabrina N Rahman / Magda Zaoralová / Makaía M Papasergi-Scott / Ting-Jia Gu / Michael J Robertson / Alpay B Seven / Lingjun Li / Jesper M Mathiesen / Georgios Skiniotis /
要旨: The calcium-sensing receptor (CaSR) is a family C G-protein-coupled receptor (GPCR) that has a central role in regulating systemic calcium homeostasis. Here we use cryo-electron microscopy and ...The calcium-sensing receptor (CaSR) is a family C G-protein-coupled receptor (GPCR) that has a central role in regulating systemic calcium homeostasis. Here we use cryo-electron microscopy and functional assays to investigate the activation of human CaSR embedded in lipid nanodiscs and its coupling to functional G versus G proteins in the presence and absence of the calcimimetic drug cinacalcet. High-resolution structures show that both G and G drive additional conformational changes in the activated CaSR dimer to stabilize a more extensive asymmetric interface of the seven-transmembrane domain (7TM) that involves key protein-lipid interactions. Selective G and G coupling by the receptor is achieved through substantial rearrangements of intracellular loop 2 and the C terminus, which contribute differentially towards the binding of the two G-protein subtypes, resulting in distinct CaSR-G-protein interfaces. The structures also reveal that natural polyamines target multiple sites on CaSR to enhance receptor activation by zipping negatively charged regions between two protomers. Furthermore, we find that the amino acid L-tryptophan, a well-known ligand of CaSR extracellular domains, occupies the 7TM bundle of the G-protein-coupled protomer at the same location as cinacalcet and other allosteric modulators. Together, these results provide a framework for G-protein activation and selectivity by CaSR, as well as its allosteric modulation by endogenous and exogenous ligands.
履歴
登録2023年5月29日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年2月7日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年2月21日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author / Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22024年3月13日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年10月9日Group: Data collection / Structure summary
カテゴリ: em_admin / pdbx_entry_details / pdbx_modification_feature
Item: _em_admin.last_update / _pdbx_entry_details.has_protein_modification

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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
D: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1
E: Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2
A: Extracellular calcium-sensing receptor
B: Extracellular calcium-sensing receptor
C: Guanine nucleotide-binding protein G(q) subunit alpha
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)326,31626
ポリマ－320,9445
非ポリマー5,37221
水181
1


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

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要素

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Guanine nucleotide-binding protein ... , 3種, 3分子 DEC

#1: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(T) subunit beta-1


分子量: 39885.484 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: GNB1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P62873
#2: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(I)/G(S)/G(O) subunit gamma-2 / G gamma-I


分子量: 7861.143 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: GNG2
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P59768
#5: タンパク質 Guanine nucleotide-binding protein G(q) subunit alpha / Guanine nucleotide-binding protein alpha-q


分子量: 41353.078 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: GNAQ, GAQ
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P50148

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Extracellular calcium-sensing ... , 2種, 2分子 AB

#3: タンパク質 Extracellular calcium-sensing receptor / CaR / CaSR / hCasR / Parathyroid cell calcium-sensing receptor 1 / PCaR1


分子量: 123820.969 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: CASR, GPRC2A, PCAR1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P41180
#4: タンパク質 Extracellular calcium-sensing receptor / CaR / CaSR / hCasR / Parathyroid cell calcium-sensing receptor 1 / PCaR1


分子量: 108023.055 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: CASR, GPRC2A, PCAR1
発現宿主: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
参照: UniProt: P41180

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糖 , 2種, 7分子

#6: 多糖 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose


タイプ: oligosaccharide / 分子量: 424.401 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成
記述子タイププログラム
DGlcpNAcb1-4DGlcpNAcb1-ROHGlycam Condensed SequenceGMML 1.0
WURCS=2.0/1,2,1/[a2122h-1b_1-5_2*NCC/3=O]/1-1/a4-b1WURCSPDB2Glycan 1.1.0
[][D-1-deoxy-GlcpNAc]{[(4+1)][b-D-GlcpNAc]{}}LINUCSPDB-CARE
#8: 糖
ChemComp-NAG / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-acetyl-beta-D-glucosamine / 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-D-glucose / 2-acetamido-2-deoxy-glucose / N-ACETYL-D-GLUCOSAMINE


タイプ: D-saccharide, beta linking / 分子量: 221.208 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: C8H15NO6
識別子タイププログラム
DGlcpNAcbCONDENSED IUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0
N-acetyl-b-D-glucopyranosamineCOMMON NAMEGMML 1.0
b-D-GlcpNAcIUPAC CARBOHYDRATE SYMBOLPDB-CARE 1.0
GlcNAcSNFG CARBOHYDRATE SYMBOLGMML 1.0

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非ポリマー , 8種, 15分子

#7: 化合物 ChemComp-YP4 / N-[(1R)-1-(naphthalen-1-yl)ethyl]-3-[3-(trifluoromethyl)phenyl]propan-1-amine


分子量: 357.412 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: C22H22F3N / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物 ChemComp-PCW / 1,2-DIOLEOYL-SN-GLYCERO-3-PHOSPHOCHOLINE / (Z,Z)-4-HYDROXY-N,N,N-TRIMETHYL-10-OXO-7-[(1-OXO-9-OCTADECENYL)OXY]-3,5,9-TRIOXA-4-PHOSPHAHEPTACOS-18-EN-1-AMINIUM-4-OXIDE


分子量: 787.121 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C44H85NO8P / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION / コメント: DOPC, リン脂質*YM
#10: 化合物 ChemComp-SPM / SPERMINE


分子量: 202.340 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H26N4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#11: 化合物 ChemComp-CA / CALCIUM ION


分子量: 40.078 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Ca / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#12: 化合物 ChemComp-TRP / TRYPTOPHAN


タイプ: L-peptide linking / 分子量: 204.225 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 式: C11H12N2O2 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#13: 化合物 ChemComp-PO4 / PHOSPHATE ION


分子量: 94.971 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: PO4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#14: 化合物 ChemComp-CLR / CHOLESTEROL


分子量: 386.654 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C27H46O / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#15: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationY

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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: Cinacalcet-bound human calcium-sensing receptor CaSR-Gq complex in lipid nanodiscs
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
由来(組換発現)生物種: Spodoptera frugiperda (ツマジロクサヨトウ)
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 1500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 500 nm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.6 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 89192 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00517988
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.70524417
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d7.1082541
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0532786
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0053064

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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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