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- EMDB-22932: Cryo-EM structure of double ACE2-bound SARS-CoV-2 trimer Spike at... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-22932
タイトルCryo-EM structure of double ACE2-bound SARS-CoV-2 trimer Spike at pH 7.4
マップデータStructure of double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
試料
  • 複合体: Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoproteinスパイクタンパク質
    • タンパク質・ペプチド: Angiotensin-converting enzyme 2アンジオテンシン変換酵素2
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose
機能・相同性
機能・相同性情報


positive regulation of amino acid transport / アンジオテンシン変換酵素2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / tryptophan transport / positive regulation of gap junction assembly / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / regulation of vasoconstriction / regulation of cardiac conduction ...positive regulation of amino acid transport / アンジオテンシン変換酵素2 / positive regulation of L-proline import across plasma membrane / 加水分解酵素; プロテアーゼ; ペプチド結合加水分解酵素; 金属プロテアーゼ / angiotensin-mediated drinking behavior / tryptophan transport / positive regulation of gap junction assembly / regulation of systemic arterial blood pressure by renin-angiotensin / regulation of vasoconstriction / regulation of cardiac conduction / peptidyl-dipeptidase activity / angiotensin maturation / maternal process involved in female pregnancy / Metabolism of Angiotensinogen to Angiotensins / metallocarboxypeptidase activity / Attachment and Entry / negative regulation of signaling receptor activity / carboxypeptidase activity / regulation of cytokine production / positive regulation of cardiac muscle contraction / ウイルスのライフサイクル / blood vessel diameter maintenance / negative regulation of smooth muscle cell proliferation / regulation of transmembrane transporter activity / brush border membrane / 繊毛 / negative regulation of ERK1 and ERK2 cascade / endocytic vesicle membrane / metallopeptidase activity / positive regulation of reactive oxygen species metabolic process / virus receptor activity / regulation of cell population proliferation / regulation of inflammatory response / Maturation of spike protein / viral translation / Translation of Structural Proteins / Virion Assembly and Release / host cell surface / host extracellular space / endopeptidase activity / suppression by virus of host tetherin activity / Induction of Cell-Cell Fusion / structural constituent of virion / Potential therapeutics for SARS / host cell endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment membrane / entry receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor-mediated endocytosis of virus by host cell / Attachment and Entry / membrane fusion / positive regulation of viral entry into host cell / receptor-mediated virion attachment to host cell / receptor ligand activity / host cell surface receptor binding / symbiont entry into host cell / 脂質ラフト / apical plasma membrane / fusion of virus membrane with host plasma membrane / 小胞体 / fusion of virus membrane with host endosome membrane / エンベロープ (ウイルス) / symbiont-mediated suppression of host type I interferon-mediated signaling pathway / virion attachment to host cell / SARS-CoV-2 activates/modulates innate and adaptive immune responses / host cell plasma membrane / virion membrane / 細胞膜 / extracellular space / extracellular exosome / zinc ion binding / extracellular region / 生体膜 / identical protein binding / 細胞膜
類似検索 - 分子機能
Collectrin-like domain profile. / Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Peptidase family M2 domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / アンジオテンシン変換酵素 / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. ...Collectrin-like domain profile. / Collectrin domain / Renal amino acid transporter / Peptidase family M2 domain profile. / Peptidase M2, peptidyl-dipeptidase A / アンジオテンシン変換酵素 / Neutral zinc metallopeptidases, zinc-binding region signature. / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, SARS-CoV-2 / Spike (S) protein S1 subunit, N-terminal domain, SARS-CoV-like / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit N-terminal (NTD) domain profile. / Spike glycoprotein, N-terminal domain superfamily / Betacoronavirus spike (S) glycoprotein S1 subunit C-terminal (CTD) domain profile. / Spike glycoprotein, betacoronavirus / Spike (S) protein S1 subunit, receptor-binding domain, betacoronavirus / Spike S1 subunit, receptor binding domain superfamily, betacoronavirus / Betacoronavirus spike glycoprotein S1, receptor binding / Spike glycoprotein S1, N-terminal domain, betacoronavirus-like / Betacoronavirus-like spike glycoprotein S1, N-terminal / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 1 / Spike glycoprotein S2, coronavirus, heptad repeat 2 / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 2 (HR2) region profile. / Coronavirus spike (S) glycoprotein S2 subunit heptad repeat 1 (HR1) region profile. / Spike glycoprotein S2 superfamily, coronavirus / Spike glycoprotein S2, coronavirus / Coronavirus spike glycoprotein S2 / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal / Coronavirus spike glycoprotein S1, C-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
スパイクタンパク質 / アンジオテンシン変換酵素2
類似検索 - 構成要素
生物種Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2) / 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: 3.62 Å
データ登録者Gorman J / Kwong PD / Shapiro L
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)U24 GM129539 米国
Other privateSF349247 米国
引用ジャーナル: Cell Host Microbe / 年: 2020
タイトル: Cryo-EM Structures of SARS-CoV-2 Spike without and with ACE2 Reveal a pH-Dependent Switch to Mediate Endosomal Positioning of Receptor-Binding Domains.
著者: Tongqing Zhou / Yaroslav Tsybovsky / Jason Gorman / Micah Rapp / Gabriele Cerutti / Gwo-Yu Chuang / Phinikoula S Katsamba / Jared M Sampson / Arne Schön / Jude Bimela / Jeffrey C Boyington / ...著者: Tongqing Zhou / Yaroslav Tsybovsky / Jason Gorman / Micah Rapp / Gabriele Cerutti / Gwo-Yu Chuang / Phinikoula S Katsamba / Jared M Sampson / Arne Schön / Jude Bimela / Jeffrey C Boyington / Alexandra Nazzari / Adam S Olia / Wei Shi / Mallika Sastry / Tyler Stephens / Jonathan Stuckey / I-Ting Teng / Pengfei Wang / Shuishu Wang / Baoshan Zhang / Richard A Friesner / David D Ho / John R Mascola / Lawrence Shapiro / Peter D Kwong /
要旨: The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the human ACE2 receptor and to facilitate virus entry, which can occur through low-pH-endosomal pathways. To understand ...The SARS-CoV-2 spike employs mobile receptor-binding domains (RBDs) to engage the human ACE2 receptor and to facilitate virus entry, which can occur through low-pH-endosomal pathways. To understand how ACE2 binding and low pH affect spike conformation, we determined cryo-electron microscopy structures-at serological and endosomal pH-delineating spike recognition of up to three ACE2 molecules. RBDs freely adopted "up" conformations required for ACE2 interaction, primarily through RBD movement combined with smaller alterations in neighboring domains. In the absence of ACE2, single-RBD-up conformations dominated at pH 5.5, resolving into a solitary all-down conformation at lower pH. Notably, a pH-dependent refolding region (residues 824-858) at the spike-interdomain interface displayed dramatic structural rearrangements and mediated RBD positioning through coordinated movements of the entire trimer apex. These structures provide a foundation for understanding prefusion-spike mechanics governing endosomal entry; we suggest that the low pH all-down conformation potentially facilitates immune evasion from RBD-up binding antibody.
履歴
登録2020年11月3日-
ヘッダ(付随情報) 公開2020年12月9日-
マップ公開2020年12月9日-
更新2021年12月15日-
現状2021年12月15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: 0.2
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（円筒半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.2
  • 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-7kmz
  • 表面レベル: 0.2
  • 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_22932.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_22932.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 282.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Structure of double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.058 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.17 / ムービー #1: 0.2
最小 - 最大-0.45309198 - 1.17846
平均 (標準偏差)0.0007796757 (±0.03272281)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ420420420
Spacing420420420
セルA=B=C: 444.36 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.0581.0581.058
M x/y/z420420420
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z444.360444.360444.360
α/β/γ90.00090.00090.000
start NX/NY/NZ937643
NX/NY/NZ114126230
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS420420420
D min/max/mean-0.4531.1780.001

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_22932_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: Additional Vol 1

ファイルemd_22932_additional_1.map
注釈Additional Vol 1
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: half-volume 1

ファイルemd_22932_half_map_1.map
注釈half-volume 1
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: half-volume 2

ファイルemd_22932_half_map_2.map
注釈half-volume 2
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 : Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at...

全体名称: Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
要素
  • 複合体: Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
    • タンパク質・ペプチド: Spike glycoproteinスパイクタンパク質
    • タンパク質・ペプチド: Angiotensin-converting enzyme 2アンジオテンシン変換酵素2
  • リガンド: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

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超分子 #1: Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at...

超分子名称: Cryo-EM structure of Double ACE2-bound SARS-CoV-2 Trimer Spike at pH 7.4
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)

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分子 #1: Spike glycoprotein

分子名称: Spike glycoprotein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 3 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSコロナウイルス2)
分子量理論値: 142.399375 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESEFRV Y SSANNCTF ...文字列:
MFVFLVLLPL VSSQCVNLTT RTQLPPAYTN SFTRGVYYPD KVFRSSVLHS TQDLFLPFFS NVTWFHAIHV SGTNGTKRFD NPVLPFNDG VYFASTEKSN IIRGWIFGTT LDSKTQSLLI VNNATNVVIK VCEFQFCNDP FLGVYYHKNN KSWMESEFRV Y SSANNCTF EYVSQPFLMD LEGKQGNFKN LREFVFKNID GYFKIYSKHT PINLVRDLPQ GFSALEPLVD LPIGINITRF QT LLALHRS YLTPGDSSSG WTAGAAAYYV GYLQPRTFLL KYNENGTITD AVDCALDPLS ETKCTLKSFT VEKGIYQTSN FRV QPTESI VRFPNITNLC PFGEVFNATR FASVYAWNRK RISNCVADYS VLYNSASFST FKCYGVSPTK LNDLCFTNVY ADSF VIRGD EVRQIAPGQT GKIADYNYKL PDDFTGCVIA WNSNNLDSKV GGNYNYLYRL FRKSNLKPFE RDISTEIYQA GSTPC NGVE GFNCYFPLQS YGFQPTNGVG YQPYRVVVLS FELLHAPATV CGPKKSTNLV KNKCVNFNFN GLTGTGVLTE SNKKFL PFQ QFGRDIADTT DAVRDPQTLE ILDITPCSFG GVSVITPGTN TSNQVAVLYQ DVNCTEVPVA IHADQLTPTW RVYSTGS NV FQTRAGCLIG AEHVNNSYEC DIPIGAGICA SYQTQTNSPG SASSVASQSI IAYTMSLGAE NSVAYSNNSI AIPTNFTI S VTTEILPVSM TKTSVDCTMY ICGDSTECSN LLLQYGSFCT QLNRALTGIA VEQDKNTQEV FAQVKQIYKT PPIKDFGGF NFSQILPDPS KPSKRSFIED LLFNKVTLAD AGFIKQYGDC LGDIAARDLI CAQKFNGLTV LPPLLTDEMI AQYTSALLAG TITSGWTFG AGAALQIPFA MQMAYRFNGI GVTQNVLYEN QKLIANQFNS AIGKIQDSLS STASALGKLQ DVVNQNAQAL N TLVKQLSS NFGAISSVLN DILSRLDPPE AEVQIDRLIT GRLQSLQTYV TQQLIRAAEI RASANLAATK MSECVLGQSK RV DFCGKGY HLMSFPQSAP HGVVFLHVTY VPAQEKNFTT APAICHDGKA HFPREGVFVS NGTHWFVTQR NFYEPQIITT DNT FVSGNC DVVIGIVNNT VYDPLQPELD SFKEELDKYF KNHTSPDVDL GDISGINASV VNIQKEIDRL NEVAKNLNES LIDL QELGK YEQGSGYIPE APRDGQAYVR KDGEWVLLST FLGRSLEVLF QGPGHHHHHH HHSAWSHPQF EKGGGSGGGG SGGSA WSHP QFEK

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分子 #2: Angiotensin-converting enzyme 2

分子名称: Angiotensin-converting enzyme 2 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: アンジオテンシン変換酵素2
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 69.153664 KDa
組換発現生物種: Homo sapiens (ヒト)
配列文字列: STIEEQAKTF LDKFNHEAED LFYQSSLASW NYNTNITEEN VQNMNNAGDK WSAFLKEQST LAQMYPLQEI QNLTVKLQLQ ALQQNGSSV LSEDKSKRLN TILNTMSTIY STGKVCNPDN PQECLLLEPG LNEIMANSLD YNERLWAWES WRSEVGKQLR P LYEEYVVL ...文字列:
STIEEQAKTF LDKFNHEAED LFYQSSLASW NYNTNITEEN VQNMNNAGDK WSAFLKEQST LAQMYPLQEI QNLTVKLQLQ ALQQNGSSV LSEDKSKRLN TILNTMSTIY STGKVCNPDN PQECLLLEPG LNEIMANSLD YNERLWAWES WRSEVGKQLR P LYEEYVVL KNEMARANHY EDYGDYWRGD YEVNGVDGYD YSRGQLIEDV EHTFEEIKPL YEHLHAYVRA KLMNAYPSYI SP IGCLPAH LLGDMWGRFW TNLYSLTVPF GQKPNIDVTD AMVDQAWDAQ RIFKEAEKFF VSVGLPNMTQ GFWENSMLTD PGN VQKAVC HPTAWDLGKG DFRILMCTKV TMDDFLTAHH EMGHIQYDMA YAAQPFLLRN GANEGFHEAV GEIMSLSAAT PKHL KSIGL LSPDFQEDNE TEINFLLKQA LTIVGTLPFT YMLEKWRWMV FKGEIPKDQW MKKWWEMKRE IVGVVEPVPH DETYC DPAS LFHVSNDYSF IRYYTRTLYQ FQFQEALCQA AKHEGPLHKC DISNSTEAGQ KLFNMLRLGK SEPWTLALEN VVGAKN MNV RPLLNYFEPL FTWLKDQNKN SFVGWSTDWS PYAD

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分子 #4: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose

分子名称: 2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / タイプ: ligand / ID: 4 / コピー数: 53 / 式: NAG
分子量理論値: 221.208 Da
Chemical component information

ChemComp-NAG:
2-acetamido-2-deoxy-beta-D-glucopyranose / N-アセチル-β-D-グルコサミン / N-アセチルグルコサミン

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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1 mg/mL
緩衝液pH: 7.4 / 構成要素 - 式: PBS
グリッドモデル: C-flat-1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
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 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 平均電子線量: 53.49 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

7kms

初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成想定した対称性 - 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: 3.62 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: 48008

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

7kms

精密化プロトコル: FLEXIBLE FIT
得られたモデル

PDB-7kmz:
Cryo-EM structure of double ACE2-bound SARS-CoV-2 trimer Spike at pH 7.4

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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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